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芯片面板，開始轉向矩形了？

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芯片面板，開始轉向矩形了？

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本文由半導體產業縱橫（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 ， 正推動半導體設備與材料行業轉向供應矩形面板 ， 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的組件 。 拉姆研究預計 ， 該業務最早將從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主導地位的頂尖晶圓代工廠臺積電 ， 其在異構集成領域的霸主地位可能會讓位于OSAT（委外封測廠） 。 后者正準備在該業務中搶占更多份額 。
根據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和平面顯示器生產的面板級封裝（PLP）業務總額 ， 預計將從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）等老牌企業外 ， 安靠（Amkor）、日本初創晶圓代工廠Rapidus乃至臺積電等新玩家也紛紛加入 。 臺積電可能在三年內推出其面板級封裝技術 ， 用于高端扇出型封裝 。
拉姆研究董事總經理Chee Ping Lee在一次采訪中表示 ， 該公司一直在開發用于300毫米至600毫米面板的互連技術 。
“行業現在的討論是：如果我在面板上進行封裝結構的制造 ， 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施的投資 。
“我們于2023年宣布了我們的計劃 ， 并正與聯邦和州政府機構、供應鏈合作伙伴及客戶密切合作 ， ”安靠表示 。 “我們仍按計劃在2028年初實現全面運營 ， 這反映了在此規模上建立先進制造能力的復雜性 。 ”
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 。 規模較大的公司將能夠攀升上去 。 ”
向面板轉變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ACM Research的一份報告 ， 英偉達的AI Blackwell架構是一個雙光罩封裝 ， 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 。
“供應商將從典型的硅載體轉變為玻璃載體 ， 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 。 對于AI芯片 ， 這仍在開發中 ， 還需要一些時間 。 ”
新供應商一個潛在的新面板供應商是玻璃基板制造商Absolics ， 它是韓國SKC的關聯公司 。 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施 。
供應鏈中的主要公司也已宣布進入面板業務 。 尼康在7月開始接受其數字光刻系統DSP-100的訂單 。 該系統專為先進封裝應用開發 ， 支持高達600平方毫米的大型基板 。
應用材料公司（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 ， ”應用材料公司異構集成業務部戰略營銷高級總監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驗 ， 應用材料公司在將晶圓處理技術擴展到面板規模方面處于獨特的地位 。 ”
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