半导体技术再进化!工研院在经济部技术处支持下,开发「低翘曲面板级扇出型封装整合技术」,并与群创光电合作,将旗下现有的面板产线转型成为具竞争力的「面板级扇出型封装」应用,切入下世代晶片封装商机,解决半导体晶片前段制程持续微缩,后端装载晶片之印刷电路板配线水准尚在20微米上下的窘况,可提供2微米以下之高解析导线能力,生产效率高且善用现有产线制程设备。此相关技术也于今(18)日开展的SEMICON Taiwan 2019中展出,为半导体封装产业提供良好的解决方案。

全球电子产品日新月异,不论是智慧手机、物联网、消费性电子、AI人工智慧运算兴起,愈来越多装置有高速与多工的运算需求,促使半导体晶片脚数愈来越高外,整体晶片封装的技术挑战也日益严峻。根据市调机构Yole Development预估,2020年高阶封装市场将大幅成长至300亿美元的规模,其中扇出型技术将瓜分既有覆晶市场占有率,其相关市场也在台积电推出整合扇出型(InFO)封装技术后,更加确定扇出型封装技术的主流地位。

工研院电光系统所李正中副所长表示,目前扇出型封装以「晶圆级扇出型封装」为主,所使用之设备成本高且晶圆使用率为85%,相关的应用如要持续扩大,扩大制程基板的使用面积以降低制作成本就很重要。「面板级扇出型封装」由于面板的基版面积较大并且是方形,而晶片也是方形,在生产面积利用率可高达95%,凸显「面板级扇出型封装」在面积使用率上的优势。

李正中并指出,工研院开发之「低翘曲面板级扇出型封装整合技术」,具备超薄、可封装高密度接脚的优势,并藉由结构力学模拟辅助制程设计,解决生产中大尺寸基板因应力所造成之翘曲问题。工研院以此技术与群创光电合作,将其现有的3.5代面板产线转作成面板级扇出型晶片封装应用,除了提升目前现有产线利用率,就资本支出来说更具备优势,未来可切入中高阶封装产品供应链,抢攻封装厂订单,以创新技术创造高价值。

群创赋予旧世代厂新价值,以面板级扇出型封装(FOPLP, Fan Out Panel Level Packaging)整合TFT制程技术跨入中高阶半导体封装,技术开发中心协理韦忠光指出,这有三大意义:

1.高效高利基新产能: 技术长丁景隆2016年起率研发制造团队推动旧世代厂新价值维新专案,翻转3.5代到6代厂制程技术,从可挠式面板、miniLED制程、全世界第一个面板驱动IC关键卷带式薄膜覆晶封装COF (chip on film)之外,并跨足中高阶封装产业,不仅面板产业技术战略升级,更跨界拓展高效高利基新应用。

2.中高阶面板级扇出型封装新契机: 以12吋(300mm)晶圆封装基板来看,韦忠光指出,其面积仅约为3.5代(620mm × 750mm)玻璃基板的15%,约为6代(1,500mm*1,850mm)玻璃基板的2.5%,大面积玻璃基板具有生产效率的优势。群创现有11座3.5代~6代线,可藉以活化部份产线,跨足中高阶半导体封装(线宽/线距为2μm至10μm),可补足目前晶圆级封装与有机载板封装(≧20μm)间之技术能力区间,产品定位具差异化与成本竞争力,且资本支出较低,为产业期待形成之商业模式。

3.策略联盟,掌握关键技术: 群创面板产线投入封装应用,仍有关键技术待建立,群创将与工研院,结合数家策略伙伴共同开发相容面板制程之关键电镀铜系统、缺陷电检设备及材料整合技术,在经济部技术处A+企业创新研发计画支持下,预计将完成全球第一个面板产线转型扇出型面板封装技术之建立与量产。

群创总经理杨柱祥指出,面板是掌握上游半导体与下游金属、化工、精密机械联结之战略咽喉,未来在政府「显示科技与应用产业行动计画方案」政策推动下,支持面板产业进行技术加值与转型创新之发展值得期待。杨柱祥感谢经济部技术处与工研院协助面板业产业升级,提供技术转移及对专案计画的支持,这个全球第一个面板厂的扇出型封装计画,以LCD技术为根基,价值创造,超越传统LCD厂制造框架,对群创转型创新之意义重大,预期于三年内打造国际级之扇出型面板封装技术量产线与产品。

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