近几年来，随着摩尔定律发展到极限，先进封装作为后摩尔时代的一项必然选择，对于芯片提升整体性能至关重要。作为下一代封装技术之一，扇出封装技术包括扇出型晶圆级封装（FOWLP）及扇出型面板级封装（FOPLP）两种，FOWLP这几年的发展态势良好，其主要由台积电将InFO提供给苹果生态所推动。而FOPLP的发展因受到良率产量、翘曲及设备投入研发、投资回报率等种种挑战在产业的发展仍有待提高。

但是现在，随着5G、汽车信息娱乐/ ADAS、人工智能、数据中心和可穿戴应用的需求之下，FOPLP技术因兼具大产能及成本优势，或将在这些领域找到突破点，发挥其用武之地。



扇出型封装的兴起

扇出（Fan-Out）的概念是相对于扇入（Fan-In）而言的，两者都遵循类似的工艺流程。当芯片被加工切割完毕之后，会放置在基于环氧树脂模制化合物的晶圆上，这被称为重构晶圆。然后,在模制化合物上形成再分布层（RDL）。RDL是金属铜连接走线，将封装各个部分进行电气连接。最后，重构晶圆上的单个封装就会被切割。

两者最大的差异就来自于RDL布线。在扇入型封装中，RDL向内布线，而在扇出型封装中，RDL既可向内又可向外布线。其结果就是，扇入型封装最大只能容许约200个I/O，而扇出型封装可以实现更多的I/O。

最早的扇出型封装是英飞凌在2004年提出的，被称为扇出型晶圆级封装（Fan-Out Wafer Level Packaging, FOWLP），在2009年开始进行商业化量产。但是，FOWLP只被应用在手机基带芯片上，很快就达到了市场饱和。直到2016年，台积电在FOWLP基础上开发了集成扇出型（Integrated Fan-Out, InFO）封装，用于苹果iPhone 7系列手机的A10应用处理器。两者的强强联手终于将扇出型封装带向了新高度。

如今的扇出型封装正处在高速增长期中。根据Yole最新的报告，扇出型封装市场正经历强势增长，2020-2026年间的整体CAGR将达15.1%，市场规模在2026年底将增至34.25 亿美元。其中，移动与消费领域为16.13亿美元，电信与基础设施领域为15.97亿美元，汽车与出行领域为2.16亿美元。


设备和材料市场收入预测

在主流封装市场当中，扇出型封装仍然是一个相对较小的市场，但它却可以涵盖高端高密度的扇出封装和低端核心扇出封装的应用。从历史上看，扇出型封装对于电源管理集成电路(PMICs)、射频(RF)收发器、连接模块、音频/编解码器模块、雷达模块和传感器等应用是必不可少的。苹果公司的应用处理器引擎（APE）采用了台积电的inFO-PoP平台，推动了扇出型封装的普及。但就目前市场形势而言，行业对扇出型封装的热情已经不像台积电/苹果(Apple)热潮期间那么高涨了。

但是，在高密度扇出型封装中，台积电是唯一的领导者，它不仅将inFO用于APE，还将其扩展到了令人振奋的新技术中。如用于第五代(5G)无线通信的天线封装技术和用于高性能计算的信息基板。因此，扇出型封装仍然保持了其先进性，成为AiP，HPC和系统级封装（SiP）等主流应用程序的主要选择。按照这种发展，预计扇出型晶圆封装（WLP）的产能将继续扩大。

自2016年以来，三星SEMCO和PTI一直在以不同的策略积极追赶。SEMCO在2018年实现了一个新的里程碑，三星在其Galaxy智能手表上采用了最新的扇出型面板级封装(PLP) APE-PMIC。此外，PTI公司已经开始为联发科的PMIC和音频收发器生产FOPLP。展望未来，制造商在扇出型封装上的投资在短期内将是温和的，长期内则将是强劲的。无论如何，新的大批量应用有望推动扇出型封装市场空间的进一步增长。

根据新增产量带来的新销售额，扇出型封装的设备和材料收入预计将从2018年的2亿美元增长到2024年的7亿美元，复合年增长率超过20％（图1）。受到市场环境的影响，有一些生产商消减了2019年的增长预测，用于扇出型封装的投资也相应地有所减少。不过，设备和材料供应商在扇出型封装供应链中处于有利地位，可以从长期增长中获得业务。从长远来看，大趋势驱动的需求有望为推动扇出型封装设备和材料的收入。


主要扇出型封装制造商的动作

现致力于实现FOWLP封装商业化的OSAT包括ASE、Amkor、JCET（包括STATS ChipPAC和江阴长电先进封装(JCAP)）、Deca和Nepes。追求扇出封装技术的OSAT还包括Amkor Korea、ASE、Deca、Huatian和Siliconware Precision Industries Ltd (SPIL)。越来越多的OSAT参与到FOWLP中;它们是Core FO的主要贡献者，尽管他们的发展水平不同，但它们都是以批量生产为目标的。

FOWLP供应链更简单，它由在半导体行业有经验的参与者所控制。与倒装芯片球栅阵列(FCBGA)不同，它需要设计层面上的合作。FOWLP涉及中端基础设施中封装，组装和测试的简化和整合，而生产成本主要在晶圆厂中。FCBGA需要基板供应商和晶圆厂的产能，以进行再分布层（RDL），晶圆凸块以及组装和测试。相比之下，FOWLP只需要组装、RDLs晶圆厂和晶圆凸点测试。因此，FOWLP带来了价值链的转移。

自2016年以来，台积电一直是高密度扇出封装的唯一贡献者，它采用了独特的策略（图3）。台积电不仅是前端（FE）的先进代工厂，还是后端（BE）的高端封装厂。这种商业模式将继续创造新的价值。台积电的InFO为苹果iPhone封装高端APE，因此高密度扇出型封装这种新市场出现了。InFO-oS技术现已用于小批量制造（LVM）中的HPC，还为服务器开发了InFO-MS（基板上的内存），也为5G开发了InFO-AiP。

SEMCO是第二大扇出型封装的竞争者，这也是三星电子IDM模式中的一部分。三星在设计，内存，逻辑，封装，芯片组组装和最终产品方面发挥了重要作用，因此可以在其内部推动扇出型封装的突破。作为三星集团的一部分，SEMCO要贡献差异化但成本低廉的技术。在2018年，SEMCO通过为三星Galaxy Watch推出具有扇出型嵌入式面板级封装（ePLP）PoP技术的APE-PMIC设备，实现了新的里程碑。SEMCO将继续为具有成本效益的高密度扇出封装进行创新，以便再次与台积电竞争苹果的封装和FE业务。在未来的几年中，SEMCO的高密度扇出封装有望首先在三星的智能手机中使用。除了，SEMCO和三星电子之间的重组可能有利于三星成为FE + BE整体解决方案的提供商。这将助力SEMCO与台积电争夺苹果APE和封装业务。

目前，PTI已成功获得了联发科技在汽车雷达应用领域的业务。高通公司和联发科将继续以较低的价格向OSAT要求中高端设备。随着新的大趋势应用程序要求更多的功能和更短的路由路径，具有多个die的较大封装（例如处理器与内存的组合）是理想的选择。对于无晶圆厂的公司，IDM和代工厂来说，PTI是一个不错的选择，因为它已经是存储器封装方面的专家，并且是FOPLP的推动者。PTI正在投资16亿美元建立一个新的FOPLP fab，我们可以期待它在未来几年成为核心FO FOPLP技术的一个具有成本效益的领导者。