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CoWoS不夠用了?台積要讓晶圓變方形,日月光進攻「面板級封裝」

日月光股東會除了宣布二代接班進入董事會,先進封裝佈局也是焦點。CoWoS之後,大尺寸晶片的新希望「面板級封裝」接棒成為新寵,它是什麼?客戶買單嗎?

面板級封裝-日月光-矽品-吳田玉-輝達-CoWoS-AI-GPU 6月25日的日月光股東會由營運長吳田玉主持。圖片來源:莊凱程攝
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全球封測龍頭日月光投控,搭上AI大潮,2024年營收5194億元,年增2.3%,稅後淨利453億,皆較去年成長超過三成。

最新股東會上,新任家族董事備受矚目。董事長張虔生家族,除去已擔任董事的採購長、張虔生女婿唐瑞文,張的大女兒張淡堯遞補去年過世的兒子張能傑,當選新任董事,加上已任職日月光文教基金會董事的二女兒張淡寧。二代已全面進入集團內。

但集團成長動能,先進封裝佈局扮演要角。攤開日月光年報,尖端先進封裝測試在2023年營收為2.5億美元(約73.6億台幣),2024年增加到6億美元,約佔集團封測事業的6%。

營運長吳田玉表示,AI邊緣運算、ASIC(特殊應用積體電路)、HPC(高效能運算)熱潮,客戶端推動AI基礎建設帶動下,對下半年審慎樂觀,「預期2025年尖端先進封測營收年增10%。」

什麼是面板級封裝?

除了旗下矽品分食輝達CoWoS-S訂單,日月光積極跨入「系統式扇形封裝」產品開發,包括「面板級扇出型封裝」(FOPLP),也就是把晶片擺放的圓形晶圓(wafer)基板,變成「方形」面板基板。

「客戶有需求,有剛性需求,」吳田玉透露。

摩根士丹利報告曾用輝達H200 GPU來計算,一片12吋晶圓可封裝29組H200,到B200僅能封16組。

現在遇到的問題是,GPU尺寸愈來愈大,要封進邏輯、射頻等愈來愈多且複雜的晶片。

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一名資深半導體分析師告訴《天下》,面板級封裝之所以接棒台積CoWoS被高度討論,是因為透過方形基本封裝IC,可用面積是圓形12吋晶圓的7倍多。

「同樣單位面積能放更多晶片,單位封裝成本就能降低,」該分析師坦言。

今年2月,吳田玉在法說上公布,投入2億美元做面板級封裝,今年第二季開始進機,年底就要出貨。目前目標不變,關於未來需求,「我們看好,」他表示。

日月光這條面板級封裝產線,據了解是設在高雄K18廠區。最早規劃尺寸是300x300㎜(毫米)的方形基板,吳田玉推進到600x600㎜規格,並認為這會是未來的主流規格。

他解釋,這兩種規格,產線和機台設備共用。

「600經濟切割成4片就是300x300㎜,當初設計就是這個原因,機台設備都能共用,這是最具有經濟效率的,」吳田玉表示。

「300x300㎜量放大後,600x600才會有意義,一開始良率、經濟規模、經濟效率要先抓好,」他直言,學跑步前,要先學會走路。

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但面臨年底要小批量生產的進程,一名半導體設備業者對《天下》透露,考量技術難度,日月光已悄悄調整了尺寸,以配合「客戶」尺寸。

跟隨台積規格,通吃各尺寸

吳田玉證實,年底小批量生產尺寸調整為310x310㎜。這個尺寸,被外界認為是跟隨台積電的規格腳步。

台積的面板級封裝(PLP,Panel Level Packaging)目前使用的就是310x310㎜尺寸的方形基板。雖然去年供應鏈曾傳出,台積發的是510x510㎜。

一名半導體設備業者觀察,要將化學材料均勻塗在基板上的難度不小,容易在基板邊緣產生翹曲,影響良率,因此台積從較小尺寸基板開始。這個尺寸也最接近傳統12吋晶圓,可沿用原本圓形封裝設備。

「尺寸愈小,良率愈好控制,現在最有解『翹曲』經驗的,就是處理過晶圓翹曲的台積電,沒有別人,」該名設備業高層坦言,台積當然想像CoWoS一樣,順勢掌握規格與標準制定地位。

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該業者坦言,台積的方形載具,製程難度是最難的,挑戰性非常高,「我們設備廠都還在和它合作開發。」

吳田玉透露,改為310x310㎜,產線和機台都不會變,「都是一樣的機器。」

《天下》向設備業者求證,設備業供應鏈透露,設備已經交給客戶使用了,新需求也在設計中。

客戶在哪裡?

「但客戶在哪呢?」經歷CoWoS 10年的醞釀,才順著AI起飛,設備業者又問了同樣的問題。

事實上,面板級封裝層次不同,不只台積、日月光,面板廠起家的群創,以及10年前就投入的力成,甚至早在2016年就建置面板級封裝產線 。

一名研發面板級封裝設備業者指出,面板級封裝之前用在封裝射頻IC或電源IC,技術上不是問題。而是跨入扇形2D先進封裝,再到台積現在異質整合的2.5D堆疊式封裝,技術等級不同,進攻的客戶鎖定AI伺服器用的大尺寸高階運算晶片。目前輝達、AMD都在思考面板級封裝的可能。

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「要說服客戶用,就是品質、良率和價錢,一翻兩瞪眼,」吳田玉說。

(責任編輯:王儷華)

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