九月_面板級封裝專題｜全球扇出型面板級封裝供應鏈發展概況

設備與材料是推動市場與產業發展的重要支柱，根據市場研究機構Yole Développement預估2024年全球扇出型封裝用設備與材料市場規模超過7億美元，其中晶圓級封裝用設備與材料的占比各為49%與34%，而面板級封裝用設備與材料的占比則分別是10%與7%，約為7000萬、4900萬美元。扇出型面板級封裝製程用核心設備有曝光、濺鍍、電鍍、固晶、模封等機台，說明如下 :

• 曝光設備:係將紫外光照射光阻再搭配顯影製程以形成所需圖案，用於製作重佈線層、通孔與凸塊。因曝光精度與解析度屬微米等級，可用雷射直寫或步進式曝光機。前者無需光罩但精度較差，主要供應商是SUSS、Adtec、Screen、ORC、Orbotech；後者精度較佳但設備昂貴，主要供應商是Canon、Rudolph。
• 濺鍍設備:係將電漿態的氬氣離子藉由電場引導衝擊金屬靶材，撞出的靶材原子沉積至基板上，用於製作重佈線層的阻障層、電鍍銅用晶種層，主要供應商是Ulvac、Evatec、Tango System。
• 電鍍設備:係利用電化學反應在晶種層上沉積銅金屬，用於製作重佈線層的導線與填充通孔，主要供應商是Atotech、Manz、Ramgraber。
• 固晶設備:係將晶片從已經切割好的晶圓取出並精準黏貼在基板上，高取放速度與精準度是性能要求重點，主要供應商是ASM Pacific、Kulicke & Soffa。
• 模封設備:係將封膠注入成型腔，在高溫與高壓作用下使其熔融流動填滿所有晶片後再於高熱固化，主要供應商是Towa、Yamada。這機台也是目前HBM所使用的模封機台。此設備會攸關晶片的對準進而影響到良率，以設備的關鍵程度來看，此類設備相對重要。

扇出型面板級封裝的重要製程材料有基板、光阻、感光介電層、封膠、電鍍液，說明如下:

• 暫時性基板:目前大多使用玻璃基板，主要供應商是Corning、Schott、AGC、NGK、NEG，它的延伸應用為玻璃通孔基板，Corning為市占率26%的全球第一大供應商，和LPKF、Samtec、Kiso Micro、Tecnisco等廠商的合計市占率超過70%，市場研究機構Valuates Reports指出2022年全球市場規模約6000萬美元，預估至2029年將增長至8億美元，年平均複合成長率達34.2%。
• 光阻:用於製作通孔與凸塊的微影製程，它有液體與乾膜等兩種類型，前者採用狹縫塗佈，後者則直接壓合貼附於基板，主要供應商為JSR、TOK與Merck。
• 感光介電層:用於製作重佈線層，低熱應力與固化溫度是發展趨勢，現有環氧樹酯、矽膠、PI、BCB、PBO等成分。主要供應商有Fujifilm、JSR、Asahi Kasei、Shin-Etsu、Sumitomo、DOW、AGC、Toray、HD Microsystems、Nippon Kayaku。
• 封膠(LMC):用於模封製程以形成晶片保護層，低熱應力、低翹曲、抗濕氣、高耐焊錫性與低黏度等特性是發展趨勢。大致可分成液態、顆粒與片狀等三類，面板級封裝主要採用片狀封膠。主要供應商有Nagase Chemtex、Shin-Etsu、Panasonic、Hitachi Chemical、Nitto Denko、Sumitomo、Henkel。不同於HBM所用的MRFU，面板級封裝需要更好的固定性，因此在LMC中會以KMC(固態)的LMC搭配TOWA機台為主流，這也是很有可能被列入禁制名單的組合。
• 電鍍液:用於電鍍銅製程，主要由加速劑、抑制劑及平滑劑組成，透過不同成分藥劑相互作用以達到良好的填孔效果、外觀、平整度，主要供應商有Atotech、DuPont、Technic、MacDermid Enthone。

當前台灣已建構完整的半導體封測產業鏈，許多國產設備商已打入台積電、日月光、力成等廠商的扇出型晶圓級封裝產線，這些廠商多具備印刷電路板或顯示器等製程設備的研製經驗，很容易切入扇出型面板級封裝的設備供應鏈，並已推出相關產品，例如:東捷科技的雷射鑽孔、雷射切割、缺陷檢測設備；群翊工業的壓膜、烘烤、光阻塗佈設備，志聖工業的壓膜、烘烤設備；均豪精密的研磨薄化、缺陷檢測設備；鈦昇科技的雷射鑽孔、雷射改質設備；弘塑科技與辛耘企業的濕製程設備；亞智科技的濕製程與光阻塗佈設備；由田新技與晶彩科技的瑕疵檢測設備；友威科技的濺鍍與電漿蝕刻設備；鑫科中鋼旗下材料廠鑫科，近年拓展半導體材料布局，據傳所生產的特殊合金載板，已開始供應群創及歐系IDM大廠供應鏈。。至於封裝材料國內的自給率比較低，目前仍主要仰賴日商供應，已推出相關產品之廠商有封膠的長興化工、感光介電層的達興材料、光阻的新應材與永光化學。若有相關的禁制令，應很有機會替補上陣。

最後，雖然FOPLP技術發展超過8年，但遲遲未能普及應用，關鍵在於良率與品質的問題一直無法克服；更重要的是，相關的封裝材料、製程設備都需要重新開發與設計。以玻璃材質為例，其優缺點參半，缺點是易碎、難加工碎屑多容易造成Defect；優點是化學、物理以以及光學特性佳(玻璃的電阻值較低，因此導電、散熱等效果更好，具高可靠性)等。過去因缺乏重量級指標大廠參與導致發展並不順遂，使得市場成長幅度有限且少有終端產品採用，直到近期輝達、超微等AI GPU業者開始尋求更大尺寸、單位成本更低的封裝技術，甚至希望可以取代或成下世代台積電CoWoS的技術，擁有豐厚資源的台積電，以及過去的巨人Intel等大廠投入研發後才大量受到業界矚目，這將有助於快速提升產能與市場規模。台灣的半導體、顯示器與印刷電路板等產業發展歷史悠久且供應鏈完備，十分適合發展面板級封裝產業，未來台積電若能順利導入量產，以其積極擴廠速度有望讓台灣成為扇出型面板級封裝生產重鎮，所帶動設備與材料龐大商機將可嘉惠台灣相關廠商，且重要程度有機會媲美現在的CoWoS。下個月(十月)智璞科技專題將會討論目前先進封裝中最熱門的2.5D/3D IC封裝，而扇出型面板級封裝與其他先進封裝一樣是在AI加速晶片的製造技術路徑上。目前部份的技術仍然屬於未定之數，因此暫時難以全面的分析關鍵性與重要性，但讀者可以依據下個月(2.5D/3D IC)同樣邏輯，回頭看目前既有的情況與南處還是可以看出些端倪。