M6官网注册·被打败的面板厂转向FOPLP

2024-09-08 11:23:02 来源:m6在线登陆 作者:M6米乐手机登录APP入口 1

  近几年来,面板产业波云诡谲,日韩由盛及衰,强势崛起。众多老牌面板厂纷纷倒下,剩余的旧工厂也面临着低成本、低效率和产能闲置的困境。在这样的背景下,转型成为面板厂商的必由之路。

  一些厂商开始布局新型高附加值产品,如OLED、Micro-LED等。2020年前后,韩国面板制造商三星和LG Display完全退出LCD电视面板的生产。此后,三星以及LG都将电视产品线拓展到了OLED、Micro LED、NEO QLED、Mini LED等高端液晶电视领域。

  另外,就是探索高增长潜力的行业。扇出型面板级封装(Fan-out Panel Level Package, FOPLP)作为一种先进的封装技术,凭借其高集成度、低成本、高良率等优势,正成为面板厂商转型的热门选择。FOPLP有望在高性能计算、汽车芯片、5G和AI等领域发挥重要作用,为面板厂商进军半导体领域带来契机。

  先进封装技术中最受市场关注的是CoWoS技术,这得益于英伟达GPU的推动,目前仍处于供不应求的状态。CoWoS可以拆分为两个部分:CoW(Chip-on-Wafer)指的是晶片堆叠,WoS(Wafer-on-Substrate)则是指将堆叠的晶片封装在基板上。根据排列的形式,CoWoS技术可以分为2.5D和3D封装。这种技术不仅可以减少晶片所需的空间,还能有效降低功耗,从而加速运算,同时保持成本在可控范围内。

  由于台积电的CoWoS产能有限,随着英伟达推出包括GB200、B100和B200在内的全新B系列产品,预计将消耗更多的CoWoS封装产能,因此,业界认为面板级扇出型封装(FOPLP)可望是其替代方案。英伟达原计划于2026年引入FOPLP封装技术,不过目前的消息是,英伟达的Blackwell GB200可能会将时间表提前,这为面板级扇出型封装领域带来机遇。

  扇出型封装主要有两个分支:晶圆级扇出型封装(FOWLP)和面板级扇出型封装(FOPLP)。目前,FOWLP仍然是主流的封装类型,而FOPLP则是FOWLP的一种先进变体。

  两者的主要区别在于,FOWLP将切割的芯片重新组装在晶圆上,而FOPLP则将它们重新组装在更大的面板上。这一差异带来了显著的成本和效率优势。首先,FOPLP能够封装更多的芯片,从而降低每个芯片的封装成本。其次,面板边缘的芯片也可以被有效封装,提高了整体封装效率。

  据台媒报道,目前英伟达和AMD都在跟封装厂商日月光洽谈FOPLP封装产能的支持。值得注意的是,扇出型面板级封装可以使用玻璃基板、PCB基板和密封基板。据悉,玻璃基板具有互连密度高、机械/物理/光学性能优越、耐高温等特点,具有良好的发展前景。

  三大晶圆厂台积电、三星和英特尔都已经开始切入FOPLP相关技术的研究。三星是最积极的一家,也是第一家实现FOPLP量产的厂商。英特尔在布局玻璃基板,计划在2026年至2030年量产。除此之外,还有厂商日月光、力成科技、群创,方面华润微、奕斯伟等也切入面板级封装,韩国厂商Nepes。这些厂商都在积极推动板级封装技术的发展。

  Yole Intelligence 在《扇出型封装 2023》报告中估计,2022年FOPLP市场规模约为4100万美元,预计未来五年将呈现32.5%的显着复合年增长率,到2028年将增长至2.21亿美元。

  早在2017年,群创光电(Innolux)就开始布局FOPLP技术,计划将一座3.5面板代工厂改造为生产面板级扇出型封装(FOPLP)产品,并与工研院合作开发 FOPLP 技术,成为全球首家部署FOPLP的面板制造商。该产线mm)玻璃面板,其面积是300mm玻璃晶圆的7倍(如下图所示),利用率高达95%,将开发线μm的中高端半导体封装产品,该产线 FOPLP玻璃面板生产区(图源:群创)

  群创光电成立于2003年,2006年在上市,2010年3月与奇美电子及统宝光电合并,为面板产业史上最大宗并购案。群创光电在竹南及台南拥有14座TFT-LCD厂及3座触控面板厂,拥有G3.5、G4、G4.5、G5、G6、G7.5、G8.5至G8.6各世代产线。

  日本夏普(SHARP)的一家液晶面板厂被盯上可能要改造为面板级封装厂。今年5月14日,夏普宣布,将在9月底之前停产旗下位于日本堺市的第10代面板厂营运公司 “ Sakai Display Product(SDP)” 生产的部分大型液晶面板产品,SDP转型为AI数据中心。而到了6月初,据日经新闻报导,英特尔和14家日本合作伙伴携手,计划租用夏普闲置的液晶面板厂作为先进半导体技术的研发中心,或将为研发面板级封装技术。

  2000年代初期,日本的面板厂如日中天。日本面板厂商一度拿下全球94%的产能,代表性企业包括夏普、爱普生、日立、东芝、三菱、三洋和NEC等。但随着和南韩面板厂崛起,如的京东方和华星光电,韩国三星和LG,全球液晶面板市场竞争加剧,行业逐渐进入供应过剩阶段,而且价格战使得日本企业利润严重挤压,纷纷退出了市场。

  2009年,NEC关掉了鹿儿岛的液晶面板工厂,2011年NEC将旗下专门生产中小型液晶面板的子公司70%的股份转卖给中国的天马公司,彻底退出液晶显示屏业务。2012年4月东芝、索尼、日立将旗下液晶面板制造设备相关事业整合成立日本显示公司(JDI),东芝和索尼退出液晶面板业务。2014年三菱电机退出液晶显示屏业务。2015年3月31日,三洋电机宣布倒闭。2016年松下宣布停止生产电视面板,转向生产工业显示器,2023年3月,松下彻底退出面板业务。在日本国内拥有电视面板工厂的只剩下夏普一家。

  2016年因为夏普经营不善被鸿海收购,为了救助夏普,鸿海一度收购了SDP的过半股份。但是经过8年的奋斗,在技术上的脱节、价格上与中国和韩国相比不具优势,导致夏普的面板市占率节节败退。自2022财年开始,夏普已经连续两年陷入亏损。2022年以第10代面板厂为中心,夏普在液晶相关领域出现1884亿日元的资产减值损失。2023年据统计,电视液晶屏幕的全球市占率,前三名由中国占据,夏普勉强挤进第五,但7.9%的市占已难以维持盈利。另一边,韩国企业已经转向了OLED面板。夏普再无力竞争,

  制造工艺的相似性。面板厂商在生产过程中积累了丰富的薄膜沉积、光刻、蚀刻等工艺经验,这些技术在半导体制造中同样适用。FOPLP作为一种先进的封装技术,涉及到精密的制造和处理工艺,面板厂商可以利用其现有技术和设备,较为顺利地进入这一领域。

  扇出式面板级封装(FOPLP)技术的一大革新在于其尺寸的显著增大,这同时也带来了诸多挑战。首先是设备投资

  其次,从技术上来看,随着面板尺寸的增大,翘曲问题变得更加严重。大面积面板的材料在不同温度下的膨胀和收缩不一致,导致在组装过程中易出现翘曲、材料收缩和芯片移位等问题。

  下图展示了不同尺寸的晶圆和面板在翘曲方面的影响,可以看出,直径为200mm的圆形晶圆,翘曲情况较小且均匀;310x457mm的矩形面板,翘曲情况明显加剧,尤其在中间部分,翘曲幅度较大;457x610mm的矩形面板,翘曲更加严重,特别是受重力影响显著,翘曲分布非常不均匀。FOPLP工艺需要使用临时粘接材料进行芯片的固定和释放,粘接材料的选择直接影响到芯片移位和翘曲控制。

  光刻挑战也随之增加。与此同时,材料沉积的累积或薄膜工艺也带来了面板均匀性挑战。更为精细的面板工艺节点(例如更小的线宽/间距和更多的RDL层)仍在试验阶段,需要进一步优化。