蘋果A10之後 高通海思開始導入FOWLP封裝

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台積電推出整合扇出型晶圓級封裝（InFO WLP）今年第二季開始量產，成功為蘋果打造應用在iPhone 7的A10處理器。

看好未來高階手機晶片採用扇出型晶圓級封裝（Fan-Out WLP，FOWLP）將成主流趨勢，封測大廠日月光經過多年研發布局，年底前可望開始量產，並成功奪下高通、海思大單。

台積電成功跨入InFO WLP高階封裝市場，雖然現在只有蘋果一家客戶進入量產，但已確立功能強大且高接腳數的手機晶片或應用處理器，未來將轉向採用FOWLP封裝技術的發展趨勢。

台積電InFO WLP第二季進入量產，第三季開始出貨，第四季可望挹注逾1億美元營收，且明年中可望完成10納米晶片InFO WLP封裝產能認證並進入量產。

蘋果A10應用處理器採用台積電16納米製程及InFO WLP封裝技術，打造史上最薄的處理器晶片，自然帶動其它手機晶片廠紛紛跟進。

相較於傳統手機晶片採用的封裝內搭封裝（PoP）製程，FOWLP的確可以有效降低成本，但考量台積電InFO WLP價格太高，包括高通、聯發科、海思等手機晶片廠找上了封測代工龍頭日月光，合作開發更具成本優勢的FOWLP技術。

日月光2014年起跟隨台積電腳步投入FOWLP封裝技術研發，原本採用面板級（PanelLevel）扇出型技術，但今年已轉向晶圓級（Wafer Level）技術發展，並在下半年完成研發並導入試產。

據了解，日月光已建置2萬片月產能的FOWLP封裝生產線，並成功拿下高通及海思大單，成為繼台積電之後、全球第二家可以為客戶量產FOWLP封裝的半導體代工廠。

日月光不評論單一客戶接單情況，但表示FOWLP封裝的確是未來一大主流。

日月光營運長吳田玉日前提及，日月光今年在系統級封裝（SiP）及FOWLP的投資項目很多，主要是客戶對這方面技術要求積極，預期今年相關業務就會有新成就。

台積電已開始在中科廠區建立新的InFO WLP產能，但共同執行長劉德音日前參加台灣半導體協會年會時表示，台積電真正想做的是3D IC的整合，還是要靠台灣半導體產業鏈共相盛舉。

對此，日月光認為，未來FOWLP市場上，與台積電的合作會大於競爭，可望共同在台灣建立完整FOWLP生態系統，也可爭取更多客戶採用及釋出代工訂單。

什麼是FOWLP

Fan Out WLP的英文全稱為（Fan-Out Wafer Level Packaging；FOWLP），中文全稱為（扇出型晶圓級封裝），其採取拉線出來的方式，成本相對便宜；fan out WLP可以讓多種不同裸晶，做成像WLP製程一般埋進去，等於減一層封裝，假設放置多顆裸晶，等於省了多層封裝，有助於降低客戶成本。

此時唯一會影響IC成本的因素則為裸晶大小。

Fan-out封裝最早在2009~2010年由Intel Mobil提出，僅用於手機基帶晶片封裝。

2013年起，全球各主要封測廠積極擴充FOWLP產能，主要是為了滿足中低價智慧型手機市場，對於成本的嚴苛要求。

FOWLP由於不須使用載板材料，因此可節省近30%封裝成本，且封裝厚度也更加輕薄，有助於提升晶片商產品競爭力。

優勢：

系統級封裝（System in Package；SiP）結合內嵌式（Embedded）印刷電路板（PrintedCircuit Board；PCB）技術雖符合移動設備小型化需求，然而供應鏈與成本存在問題，另一方面，扇出型晶圓級封裝（Fan-out Wafer Level Package；FoWLP）不僅設計難度低於矽穿孔（ThroughSilicon Via；TSV） 3D IC，且接近2.5D IC概念與相對有助降低成本，可望成為先進封裝技術的發展要點。

挑戰：

雖然Fan-Out WLP可滿足更多I/O數量之需求。

然而，如果要大量應用Fan-Out WLP技術，首先必須克服以下之各種挑戰問題：

（1）焊接點的熱機械行為：因Fan-Out WLP的結構與BGA構裝相似，所以Fan-Out WLP焊接點的熱機械行為與BGA構裝相同，Fan-Out WLP中焊球的關鍵位置在矽晶片面積的下方，其最大熱膨脹係數不匹配點會發生在矽晶片與PCB之間。

（2）晶片位置之精確度：在重新建構晶圓時，必須要維持晶片從持取及放置（Pick and Place）於載具上的位置不發生偏移，甚至在鑄模作業時，也不可發生偏移。

因為介電層開口，導線重新分布層（Redistribution Layer; RDL）與焊錫開口（Solder Opening）製作，皆使用黃光微影技術，光罩對準晶圓及曝光都是一次性，所以對於晶片位置之精確度要求非常高。

（3）晶圓的翹曲行為：人工重新建構晶圓的翹曲（Warpage）行為，也是一項重大挑戰，因為重新建構晶圓含有塑膠、矽及金屬材料，其矽與膠體之比例在X 、Y、Z三方向不同，鑄模在加熱及冷卻時之熱漲冷縮會影響晶圓的翹曲行為。

（4）膠體的剝落現象：在常壓時被膠體及其他聚合物所吸收的水份，在經過220~260℃回焊（Reflow）時，水份會瞬間氣化，進而產生高的內部蒸氣壓，如果膠體組成不良，則易有膠體剝落之現象產生。

對PCB市場的衝擊：

本文開頭講到蘋果在今年下半年推出的iPhone 7上將會使用此封裝技術，由於蘋果一年可賣出上億台iPhone，若未來採用FOWLP封裝，勢必影響印刷電路板市場需求。

在印刷電路板市場上，用於半導體的印刷電路板屬於附加價值較高的產品。

2015年全球半導體印刷電路板市場規模約為84億美元，但面對新技術與蘋果的決策影響，未來恐難維持相同市場規模。

所以業界預測，未來可能將FOWLP技術擴大用於其他零件，其他行業者也可能跟進，因此印刷電路板市場萎縮只是時間早晚的問題。

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