近日，盛美半導體設備（上海）股份有限公司（以下簡稱“盛美上?！保{借用于扇出型面板級封裝（FOPLP）的Ultra ECP ap-p面板級水平電鍍設備，榮獲美國3D InCites協會頒發(fā)的Technology Enablement Award大獎。該獎項不僅彰顯了盛美上海在面板級先進封裝技術領域的卓越創(chuàng)新能力，也充分肯定了其在推動半導體產業(yè)技術進步方面的重要貢獻。

Technology Enablement Award是一項專注于表彰在異構集成（HI）、3D異構集成（3D HI）和芯粒（Chiplet）架構的商業(yè)化和制造過程中，識別并解決關鍵挑戰(zhàn)的技術或公司的獎項。該獎項的評選標準通?；诩夹g突破和行業(yè)貢獻，過往獲獎者皆是業(yè)內領先的企業(yè)或技術先驅。盛美上海憑借其在扇出型面板級封裝（FOPLP）領域的前瞻性布局、技術創(chuàng)新以及對行業(yè)發(fā)展的積極推動作用，成功斬獲這一殊榮。

FOPLP或成未來封裝技術新主流，專用設備成“攔路虎”

后摩爾時代，先進封裝已成為從代工廠、封裝廠、IDM到IC設計公司突破摩爾定律的一個方向。作為先進封裝的重要分支，FOPLP頻頻進入大眾視野，并成為打破當下CoWoS在AI芯片先進封裝獨霸局面的“潛力股”。

FOPLP是一種基于重布線層（RDL）工藝的先進封裝技術，它結合了扇出式封裝（Fan Out）與面板級封裝（Panel Level Package）這兩種技術，因而兼具了它們的優(yōu)勢。

首先，FOPLP擁有扇出式封裝的優(yōu)點，它突破了傳統封裝中芯片尺寸對引腳數量的限制，讓RDL的走線在向內或向外時，都可以超出晶片的大小限制范圍，使其能夠支持更多的外部I/O，達到高密度的連接與更薄的封裝，最終讓產品能以較為便宜的成本達到更輕薄的外型。

其次，FOPLP也具備面板級封裝的優(yōu)點，如高面積利用率、成本效益和可擴展性。與傳統晶圓級封裝相比，FOPLP采用方形面板，面積利用率可達95%以上，相比圓形晶圓的85%利用率，能夠顯著減少材料浪費，尤其在大面積AI芯片封裝，表現更為突出。此外，FOPLP通過在大尺寸面板上同時處理更多芯片，實現了更高的生產效率和更低的單位成本。這種封裝方式還支持多種基板材料（如玻璃或有機基板），進一步提升了設計靈活性。市場調查機構Yole Group稱，對于需要高吞吐量的應用，面板級封裝比扇出型晶圓級封裝可節(jié)省高達20%至30%的成本。

隨著技術的不斷成熟，FOPLP有望成為未來先進封裝的主流技術之一。它不僅能夠滿足高性能計算（HPC）和AI芯片對集成密度和成本效率的要求，還將在汽車電子、物聯網等新興市場中發(fā)揮重要作用。

然而，盡管前景光明，目前FOPLP仍未實現大規(guī)模量產。FOPLP需要在大尺寸面板上實現高精度的工藝，但面板的翹曲和熱膨脹系數（CTE）差異導致工藝良率下降，進而影響經濟性。因此在先進封裝技術向FOPLP的過渡中，需要大量投資于專為面板級制造而定制的封裝設備和材料，以實現精確的翹曲控制和材料一致性，確保高密度設計中的可靠互連。

FOPLP的高精度工藝注定其對設備要求極高，尤其是在光刻、電鍍和層壓工藝環(huán)節(jié)。當前市場上，大尺寸光刻和等離子處理設備尚未完全滿足600mm面板的高精度需求。在電鍍環(huán)節(jié)，大面積面板的均勻性控制是關鍵挑戰(zhàn)之一，尤其是在RDL和微細銅線路的制作中，需要確保整個面板的鍍層均勻性達到極高的標準。此外，電鍍設備還需解決面板翹曲問題，以提高生產良率和降低成本。對于層壓工藝，設備需要具備高精度的對準能力，以應對面板尺寸增大帶來的翹曲和對準難度。在UBM和Bump的電鍍過程中，銅的電鍍液與鎳電鍍液以及錫銀電鍍液之間的相互污染縮短了昂貴電鍍液的壽命。這些設備的高精度要求和高昂的初始投資，進一步限制了FOPLP的大規(guī)模應用。

解決鍍層均勻性難題，盛美上海面板級電鍍設備攻破“瓶頸”

在先進封裝中，電鍍是必不可少的關鍵環(huán)節(jié)。電鍍主要用于形成銅、鎳等金屬鍍層，構建RDL、UBM、Bump等關鍵結構，以及填充TSV結構，從而將芯片的引腳引出并在水平與垂直方向上重新排布，實現芯片與外部的I/O連接。

然而，電鍍過程中存在諸多難題：鍍層的均勻性是關鍵挑戰(zhàn)之一，尤其是在高深寬比的TSV（通過硅通孔）和細間距RDL中，電鍍液的浸潤性和電流分布不均勻可能導致鍍層厚度不一致，影響芯片的電氣性能；在多材料電鍍過程中（如Cu、Ni、SnAg等），不同電鍍槽之間的交叉污染也是一個嚴重問題；不同材料（如硅、玻璃、環(huán)氧樹脂等）的熱膨脹系數（CTE）差異導致的面板翹曲，將影響電鍍的均勻性等等。

實現FOPLP的大規(guī)模量產，解決電鍍設備難題已成為重中之重。作為專注于對先進集成電路制造、先進晶圓級封裝制造及大硅片制造領域半導體設備研發(fā)企業(yè)，盛美上海致力于為面板級先進封裝提供高性能和高產品可靠性的工藝解決方案，并在電鍍設備的研發(fā)上取得了領先突破。

值得關注的是，盛美上海本次斬獲“Technology Enablement Award”獎項的Ultra ECP ap-p面板級電鍍設備，成功解決了電鍍環(huán)節(jié)面板的均勻性難題，為FOPLP專用設備的突破提供了有效方案。

據了解，該設備可加工尺寸高達600×600mm的面板，兼容有機基板和玻璃基板，可用于玻璃通孔（TGV）中盲孔填充、銅柱、鎳和錫銀（SnAg）電鍍、焊料凸塊以及采用銅、鎳、錫銀和金電鍍層的高密度扇出型（HDFO）產品。

Ultra ECP ap-p面板級電鍍設備采用盛美上海自主研發(fā)的技術，在電鍍過程中可精確控制整個面板的電場。該技術適用于各種制造工藝，可確保整個面板的電鍍效果一致，從而確保面板內和面板之間的良好均勻性和精度。

此外，Ultra ECP ap-p面板級電鍍設備采用水平（平面）電鍍方式，面板在不同電鍍槽的傳送過程中，只是面板本身從一個電鍍卡具傳送到下一個電鍍卡具，能夠實現面板傳輸過程中引起的槽體間污染控制，有效減少了不同電鍍液之間的交叉污染，可作為具有亞微米RDL和微凸點的大型面板的理想選擇。

該設備還采用了卓越的自動化和機械臂技術，以確保整個電鍍工藝過程中面板被高效和高質量的傳輸。自動化程序與傳統晶圓處理過程類似，但為了處理更大更重的面板，額外添加面板翻轉機構以正確定位以及轉移面板便于進行面朝下電鍍等步驟，確保處理的精確性和高效性。

乘AI浪潮之勢，引領先進封裝邁向面板級時代

近年來，從ChatGPT引爆的大模型熱潮到智能汽車、工業(yè)4.0的智能化升級，AI芯片的應用場景不斷拓展，其市場規(guī)模也在持續(xù)擴大。Gartner的數據顯示，2024年全球AI芯片總收入預計將達到710億美元，較2023年增長33%。2025年全球AI芯片收入將增長至近920億美元。

AI芯片的需求呈現出的爆發(fā)式增長，進而帶動了先進封裝技術的快速發(fā)展，先進封裝設備的前景看好。盛美上海除了水平式電鍍設備，還推出了邊緣刻蝕設備和負壓清洗設備等共三款面板級先進封裝的新產品，助推AI芯片封裝從傳統的晶圓級封裝向更高密度、更大尺寸的面板級封裝轉型。盛美上海指出，目前多家全球領先的半導體廠商已經選擇面板封裝作為下一代AI芯片封裝解決方案。

這些新產品具備顯著的技術優(yōu)勢，能夠有效解決AI芯片在300mm硅片封裝中面積受限及成本高的問題。除了上述Ultra ECP ap-p面板級電鍍設備進行了技術創(chuàng)新外，邊緣刻蝕設備和負壓清洗設備也針對AI芯片封裝中的關鍵工藝進行了優(yōu)化。負壓清洗設備利用負壓技術和IPA干燥技術，顯著提高了清洗效率，能夠有效去除芯片結構中的助焊劑殘留物。邊緣刻蝕設備專為銅相關工藝中的邊緣刻蝕和清洗而設計，能夠同時處理面板的正面和背面的邊緣刻蝕，顯著提升了工藝效率和產品可靠性。

在AI技術的推動下，面板級封裝正在崛起，成為半導體行業(yè)發(fā)展的新趨勢。盛美上海憑借其創(chuàng)新的設備和解決方案，不僅為AI芯片封裝提供了高效、可靠的工藝支持，也為全球半導體產業(yè)的升級轉型注入了新的動力和活力。隨著技術的持續(xù)突破與市場需求的不斷擴展，盛美上海將依托其在面板級封裝領域的先發(fā)優(yōu)勢，持續(xù)引領先進封裝技術邁向新時代，推動行業(yè)邁向更高水平。

持續(xù)投入研發(fā)，七大系列產品構建差異化競爭壁壘

值得一提的是，盛美上海自成立以來，始終專注于銅互連技術的研究與開發(fā)，是全球較早進入水平電鍍領域并自主掌握電鍍核心技術的企業(yè)之一。憑借自主研發(fā)的電鍍技術，盛美上海在前道雙大馬士革工藝、先進封裝、3D TSV以及第三代半導體應用領域均取得了顯著突破。公司先后推出了多款創(chuàng)新設備，除了面向先進封裝的Ultra ECP ap，還推出了用于前道銅互連的Ultra ECP map、專注于三維堆疊的Ultra ECP 3d，以及適用于化合物半導體的Ultra ECP GIII等產品，展現了其強大的技術實力和行業(yè)領先地位。

電鍍設備只是盛美上海高端半導體設備產業(yè)鏈布局的一環(huán)。作為一家技術驅動型企業(yè)，盛美上海不斷提升產品及技術創(chuàng)新能力，并堅持差異化競爭和原始創(chuàng)新的發(fā)展戰(zhàn)略，以清洗設備為軸向外拓展，形成“清洗+電鍍+先進封裝濕法+立式爐管+涂膠顯影Track設備+PECVD+面板級封裝”的七大產品系列，可覆蓋前道半導體制造、后道先進封裝、硅片制造三大類工藝設備應用領域，致力于為全球集成電路行業(yè)提供先進的設備及工藝解決方案。

憑借多項清洗設備國際領先技術，以及電鍍/爐管及先進封裝濕法設備等差異化競爭優(yōu)勢，盛美上海近幾年發(fā)展非常迅速，2022-2024財年，盛美上海的營收分別達到了28.73億元、38.88億元和56.18億元。盛美上海取得重大突破的背后，是其對研發(fā)投入、人才培養(yǎng)以及知識產權保護的高度重視。2024年，盛美上海的研發(fā)投入達8.38億元，同比增長27.36%，為其持續(xù)創(chuàng)新和技術領先提供了堅實保障。

展望未來，盛美上海將持續(xù)繼續(xù)推進產品平臺化戰(zhàn)略，通過不斷豐富產品系列，滿足更多元化的市場需求。同時，盛美上海將繼續(xù)依托其核心專利技術和差異化產品，引領全球半導體設備行業(yè)的發(fā)展趨勢，推動全球半導體行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

（校對/趙月）