芯片面板，開始轉(zhuǎn)向矩形了？

本文由半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫（ID：ICVIEWS）編譯自eetimes

拉姆研究認為，面板的拐點將在幾年后到來。

AI芯片的先進封裝需求，正推動半導(dǎo)體設(shè)備與材料行業(yè)轉(zhuǎn)向供應(yīng)矩形面板，旨在搶占我們所熟知的圓形硅晶圓的市場份額。

設(shè)備制造商拉姆研究（Lam Research）和尼康（Nikon）等公司正在銷售用于面板生產(chǎn)的組件。拉姆研究預(yù)計，該業(yè)務(wù)最早將從2027年開始騰飛。

拉姆研究認為，一直以來在為英偉達和AMD等客戶提供AI芯片先進封裝方面占據(jù)主導(dǎo)地位的頂尖晶圓代工廠臺積電，其在異構(gòu)集成領(lǐng)域的霸主地位可能會讓位于OSAT（委外封測廠）。后者正準備在該業(yè)務(wù)中搶占更多份額。

根據(jù)Yole Group今年3月的一份報告，在高性能計算（HPC）和AI需求的推動下，如今主要支持PCB和平面顯示器生產(chǎn)的面板級封裝（PLP）業(yè)務(wù)總額，預(yù)計將從2024年的1.6億美元飆升至2030年的6.5億美元。報告稱，除了三星和頂級芯片封裝商日月光（ASE）等老牌企業(yè)外，安靠（Amkor）、日本初創(chuàng)晶圓代工廠Rapidus乃至臺積電等新玩家也紛紛加入。臺積電可能在三年內(nèi)推出其面板級封裝技術(shù)，用于高端扇出型封裝。

拉姆研究董事總經(jīng)理Chee Ping Lee在一次采訪中表示，該公司一直在開發(fā)用于300毫米至600毫米面板的互連技術(shù)。

“行業(yè)現(xiàn)在的討論是：如果我在面板上進行封裝結(jié)構(gòu)的制造，你不必止步于300毫米，可以做到600毫米那么大，”Lee說。“然后你可以在一個封裝上放置更多的裸片，并在單個系統(tǒng)上進行處理。”

在2.5D和3D層面，芯片像住宅樓里的公寓一樣堆疊，這一直是晶圓代工廠臺積電的專屬領(lǐng)域，因為它擁有資本密集度較低的芯片封裝商所缺乏的昂貴潔凈室空間。但這種情況即將改變，因為像日月光和安靠這樣的芯片封裝商正在加大對高端設(shè)施的投資。

“我們于2023年宣布了我們的計劃，并正與聯(lián)邦和州政府機構(gòu)、供應(yīng)鏈合作伙伴及客戶密切合作，”安靠表示。“我們?nèi)园从媱澰?028年初實現(xiàn)全面運營，這反映了在此規(guī)模上建立先進制造能力的復(fù)雜性。”

10月7日，排名第二的芯片封裝商安靠將其在美國亞利桑那州的投資增加了兩倍多，達到70億美元，接近臺積電和英特爾運營的新大型晶圓廠項目。這項擴大的投資將于2028年初為安靠的新設(shè)施帶來超過75萬平方英尺的潔凈室空間。

“我們確實看到先進封裝正被更廣泛地采用，吸引了更多的行業(yè)參與者，包括大型和中型的OSAT，”拉姆研究的Lee說。“一些OSAT將其視為提升價值鏈的方式。規(guī)模較大的公司將能夠攀升上去。”

向面板轉(zhuǎn)變

AI芯片變得如此之大，以至于它們超過了芯片制造工具的最大光罩尺寸，這限制了晶體管密度和I/O連接，增加了成本并降低了硅晶圓的良率。

根據(jù)ACM Research的一份報告，英偉達的AI Blackwell架構(gòu)是一個雙光罩封裝，這意味著每個芯片的面積約為800平方毫米，這就提出了如何將矩形芯片適配到圓形300毫米晶圓上的問題。報告指出，對于約800平方毫米的芯片尺寸，你可以在一個300毫米的圓形晶圓上放置大約64個芯片。“然而，由于芯片是方形的而晶圓是圓形的，處理芯片時會浪費大量的硅。”

拉姆研究認為，面板的拐點將在幾年后到來，屆時光罩尺寸將達到4500平方毫米。Lee表示，當光罩尺寸在2030年左右超過7700平方毫米時，面板作為AI芯片中介層將成為一個更具吸引力的選擇。

“供應(yīng)商將從典型的硅載體轉(zhuǎn)變?yōu)椴Ａлd體，這些是你三四年前可能從未聽說過的新玩家，”Lee說。“面板如今已在生產(chǎn)中。例如，600毫米尺寸的面板正在為低端芯片、射頻芯片進行小批量生產(chǎn)。對于AI芯片，這仍在開發(fā)中，還需要一些時間。”

新供應(yīng)商

一個潛在的新面板供應(yīng)商是玻璃基板制造商Absolics，它是韓國SKC的關(guān)聯(lián)公司。該公司在2024年5月成為頭條新聞，當時它獲得了美國政府《芯片法案》7500萬美元的撥款，用于投資其在佐治亞州的基板設(shè)施。

供應(yīng)鏈中的主要公司也已宣布進入面板業(yè)務(wù)。尼康在7月開始接受其數(shù)字光刻系統(tǒng)DSP-100的訂單。該系統(tǒng)專為先進封裝應(yīng)用開發(fā)，支持高達600平方毫米的大型基板。

應(yīng)用材料公司（Applied Materials）也正在制造用于面板處理的工具。

“硅是一種很好的基板材料，但晶圓是圓的，所以每個基板上你只能制造少量矩形的AI加速器，”應(yīng)用材料公司異構(gòu)集成業(yè)務(wù)部戰(zhàn)略營銷高級總監(jiān)Amulya Athayde表示。“憑借我們在處理顯示工具市場大尺寸基板方面的經(jīng)驗，應(yīng)用材料公司在將晶圓處理技術(shù)擴展到面板規(guī)模方面處于獨特的地位。”

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