面板级封装(Panel-Level Packaging,PLP)已经存在一段时间,但未被大规模应用。Yole Group近期预测,2024年,PLP市场总收入达到约1.6亿美元,quan球产量接近8万片(约33万片等效300毫米晶圆)。到2030年,这一市场可能达到超过6.5亿美元,产量约为2.2万片。2024到2030年期间的复合年均增长率高达27%,未来市场空间巨大。
那么面板级封装PLP是什么?
与传统晶圆级封装(Wafer-Level Packaging, WLP)相比,其he心区别在于使用更大面积的面板作为基板(例如玻璃、硅或有机材料面板),而非传统的圆形晶圆。在面板上可集成多个芯片、无源元件及互连结构,显著提升封装效率。相较于晶圆级封装,PLP封装基板一般是正方形或矩形,其面积利用率更高,且单次处理芯片数量更多,尤其适合大规模生产。
在基板尺寸上,传统晶圆直径为8-12英寸,即200-300mm;而面板尺寸可达500mm?500mm甚至更大。更大的面积意味着允许在同一批次中封装更多芯片,提升单位产能。
从材料和成本的角度看,因为PLP采用的基板材料价格更低,且基板矩形避免了圆形晶圆的边缘浪费,利用率更高,在大规模生产中有显著的成本效益。
技术上,PLP封装也支持多芯片、异构集成,通过先进布线技术实现复杂互连。同时可以封装不同尺寸、工艺节点的芯片,尤其适合扇出型封装、2.5D/3D集成等先进技术。
既然有这么多好处,为什么PLP封装还未能广泛应用?
工艺上,PLP由于面板面积大,面板应力和温度均匀性控制难度较高,需要解决翘曲控制的难题。高密度互连需要微米级以下的线路和精准对位,依赖高精度对位、光刻及清洗设备,加上传统晶圆设备适应圆形的基板,需要改造设备以适应PLP基板尺寸。
而目前市场上针对这种新型格式的光刻、电镀和层压等关键工艺设备还未成熟,以及玻璃基板材料的热翘曲难以解决,产业链还需要从材料、设备方面入手。相比WLP,PLP前期投入巨大,还需要时间推进工艺的成熟,因此这也影响了PLP的推广。
目前PLP主要被应用在小封装应用,包括三星、日月光、矽磐微电子、意法半导体等将PLP应用在MCU、PMIC、RF等,另外三星将PLP用于可穿戴设备SoC上。
三星在2019年在Galaxy Watch芯片上首次用上PLP技术,在zui新的芯片中,三星利用FOPLP结合PoP封装将CPU、PMIC、DRAM集成到一个封装中。
PLP需整合半导体、面板、PCB等多行业资源,但材料供应商、设备商和封测厂协同研发进展缓慢。例如,玻璃基板生产涉及三星、台积电等巨头,但其技术封闭性限制了生态扩展。
尽管挑战重重,PLP的规模化应用前景仍可期。通过材料创新,如抗翘曲的玻璃基板,以及工艺优化、设备低成本及标准化推进,PLP有望在2026年后随AI/HPC需求爆发实现突破。