TGV玻璃芯基材爆发在即，Manz亚智科技抢先布局

半个多世纪以来，微电子技术遵循着“摩尔定律”快速发展。如今，随着晶圆代工制程不断演进，集成电路晶体管尺寸濒临物理极限，成为制约摩尔定律延续的重要因素。

与此同时，随着AI、HPC、自动驾驶、5G、云计算等新兴技术的快速发展，计算需求暴涨，对算力芯片的效能要求越来越高。

在此趋势下，半导体行业开始探索新的发展路径，先进封装成为后摩尔时代的必然选择。

尤其是在实现更高I/O密度、提高芯片集成度、缩短芯片距离、加快芯片间电气连接速度以及性能优化的过程中，先进封装扮演了重要角色。

过去数年，伴随系统级封装 (SiP) 和异构集成的快速发展，扇出型封装变得越来越重要，成为成长最快的先进封装技术之一。

据Yole数据显示，随着半导体技术的进步和各行业的快速扩张，扇出型封装市场正以令人难以置信的速度发展，扇出型封装产值预计将在2028年达到38亿美元，2022-2028年复合年增长率为12.5%。

板级封装再进化，RDL价值凸显

作为先进封装的主流技术之一，扇出封装技术包括扇出型晶圆级封装（FOWLP）和扇出型面板级封装（FOPLP）两种。

FOWLP由台积电将InFO提供给苹果生态所推动，名噪一时；而FOPLP虽出现较晚，但潜力巨大。

在两大扇出封装技术中，FOPLP有更大的面板尺寸和更高的制造效率，封装的单个成本更低。相较于其他封装技术，其可以减少绕线层数，同时满足降低成本和封装先进晶圆的要求，非常适合大型封装的批量生产。

据数据显示，FOPLP占据整个扇出型封装市场约5-10%的市场。未来，随着5G、汽车电子、人工智能、数据中心等市场的需求增长，FOPLP凭借技术优势，或将在这些领域找到突破点，发挥其用武之地。

而作为其核心的RDL（重新布线层）技术，正在备受业内关注。

RDL能够实现芯片水平方向电气延伸和互连，其技术核心是在芯片表面沉积金属层和介质层并形成相应的金属布线图形，来对芯片的 I/O 端口进行重新布局，将其布置到新的、节距占位更宽松的区域，形成表面阵列布局，实现芯片与基板之间的连接。

据了解，RDL拥有诸多优势：一方面，RDL的设计能代替部分芯片内部线路的设计，降低芯片成本；另一方面，RDL支持更多的引脚数量，可以使I/O触点间距更灵活、凸点面积更大，从而使基板与元件之间的应力更小、元件可靠性更高。

在当前AI、HPC技术浪潮催化下，随着先进封装拥有更小I/O间距和更高密度的线间距，透过RDL技术进行区域性互连，成为面板级封装不可或缺的致胜关键。

从当前市场玩家来看，OSAT、IDM、Foundry等来自不同领域的制造商均在推动FO技术的发展，但FOPLP要实现大规模化的量产，RDL工艺要求的不断提高，需要更多产业链的企业支持，比如相对应的设备就比较关键。

全球大厂都急需更新迭代更先进的制造设备以实现更密集的I/O接口和更精密的电气连接，设计更高集成、更高性能和更低功耗的产品，从而锁定更多的市场份额。

对此，在2024年SEMICON China期间，德国高科技设备制造商Manz亚智科技召开媒体沟通会，向半导体行业观察在内的多家媒体分享了扇出型板级封装、TGV等前沿行业发展趋势，以及亚智科技在板级封装、RDL先进制程和面向TGV孔洞及内接导线金属化工艺的创新解决方案。

首先，针对扇出型板级封装。Manz集团亚洲区研发部协理李裕正博士表示，Manz是板级封装RDL工艺設備的市场领跑者之一，从研发370mm x 470mm面板开始，再演进至600mm x 600 mm，如今已成功克服面板翘曲而打造700mm x 700mm的业界最大面板生产尺寸。



据介绍，Manz新一代板级封装RDL生产线采用大面积电镀设备，涵盖传统强项湿法化学工艺的洗净、显影、蚀刻、剥膜与关键电镀铜设备，同时实现全线的自动化生产，以RDL不断精进的工艺布局半导体封装市场。

·  电镀后的基板表面均匀性最高可达95%，铜厚度超过100μm
·  电镀设备并支持高达10 ASD的高电镀电流密度，提高整体制造能力
·  新型的垂直电镀铜无需使用治具，透过专利的整机设计即可完成单面电镀铜制程，可节省治具的购置与维护成本，还能实时监控制程中的电镀药水成分，确保制程的稳定与高效
·  多分区阳极设计，提升电镀均匀性达95%，线宽线距最小达到5μm/5μm
·  无缝整合化学湿制程工艺前后制程
·  成功协助客户量产高散热性及高密度PMIC/射频RF芯片

此外，凭借多年来在湿法化学制程、电镀、自动化、量测与检测等制程解决方案应用于不同领域所积累的核心技术，以自动化技术串联整线设备，Manz的解决方案在RDL导线层良率与整体面积利用率，显现强大的竞争优势，大幅降低封装制程的成本，目前已经助力行业客户量产订单落地。

除了设备建造外，Manz与客户合作密切，协同开发制程，并打造整合上下游设备整厂生产设备线，致力于为客户量身打造并落实制程生产的整厂解决方案。据了解，从开发项目初期，Manz便与客户紧密合作，深入探讨生产制程的每一个环节，以确保能为客户赢得最快速的市场上市时机。

目前，已与全球来自不同产业投入板级封装的客户紧密合作，协助其建立完整芯片封装设备生产线，打造有利的FOPLP商业模式，进而提升客户在半导体产业链的地位，增加半导体产品的竞争力。

玻璃芯TGV，重塑IC基板格局

另一方面，RDL重布线层技术不仅仅应用于FOPLP生产技术，Manz持续通过不断精进的RDL工艺，聚焦于高密度的玻璃通孔及内接导线金属化工艺，将技术应用版图扩展下一代半导体封装TGV玻璃芯基材，进而满足了高纵深比的直通孔、高真圆度等制程需求。

针对玻璃基板和TGV工艺，我们先来梳理下行业发展的背景和趋势。

在当前先进封装的快速发展趋势下，随着对更强大计算的需求增加，以及半导体行业进入在封装中使用多个“Chiplet”的异构时代，信号传输速度、功率传输、设计规则和封装基板稳定性的改进变得至关重要。

而且，随着多年来芯片尺寸的增加，以及高端芯片所需的引脚/信号数量的增多，使得当前正在使用的有机基板面临巨大的挑战，因此半导体行业需要一款新型的基板。

玻璃基板，就是这一变革下催生的产物。

对于基板材料领域而言，玻璃基板是一项重大突破，它可解决有机基板用于芯片封装产生的翘曲问题，突破现有传统基板限制，玻璃基板具备超高平坦度及更高散热性，可望提高基板互连密度，让半导体封装晶体管数量极限最大化，同时更省电、更具散热优势。

对于先进封装领域的各种应用，每片芯片上通常需要应用数万个TGV通孔甚至更多，并对其进行金属化，以获得所需要的导电性。 随着玻璃材料的结合，先进的基板创新得以持续。TGV Solutions定位于重塑IC载板市场格局。

这也是目前英特尔率先力推的方案。

据了解，英特尔发布的玻璃基板不是用玻璃取代整个基板，而是取代有机封装中类似印刷电路板的有机材料。同时，RDL仍然分布在玻璃芯的上下兩面，为各种焊盘和焊点之间提供实际的通道。英特尔的玻璃基板计划在未来几年内向市场推出，最初将被用到需要更大外形封装的市场，如AI、HPC等应用中。

目前，尽管玻璃基板、TGV应用市场尚未大规模启用，但包括英特尔、三星、SK、LG等许多半导体厂商已开始积极参与构建相关生态系统。这些行业大厂掀起的玻璃基板浪潮，促使整个供应链也在积极努力，加速技术实现的进程。

虽然行业都在兴奋地谈论玻璃芯基板的特点和优势，但玻璃基板仍面临着多方面的挑战。例如玻璃基板钻孔和填孔的优化，需要考虑对脆性的处理、金属线的粘附性不足，以及实现均匀的过孔填充和一致的电气性能。同时，选择适合各项指标的玻璃材料、玻璃边缘的抗裂性、高纵横比、金属化、提高良品率、大块玻璃基板的切割，以及产品整个生命周期内的散热和承受机械力，都是需要克服的技术难题。

对此，需要供应链厂商合力，才能逐步克服相关的挑战。其中，设备厂商作为产业链上游的关键环节，作用巨大。

Manz表示，业内企业希望通过现有产线改线来符合玻璃基板制造需求，但评估之后的可行性充满着高度挑战，必须要使用新设备，以及更新整个生产线的决心，才能达到批量生产需求。

而Manz的专长就在于此。

这就回到了前面所说的，Manz的RDL重布线层技术不仅仅应用于FOPLP生产技术，凭借几十年来在设备领域的丰富经验和技术积累，Manz扩大RDL研发版图，还能聚焦于高密度的玻璃通孔及内接导线金属化工艺，将技术应用版图扩展下一代半导体封装TGV玻璃芯基材，进而满足了高纵深比的直通孔、高真圆度等制程需求。

据介绍，针对TGV的高纵深比需求，Manz RDL制程设备可完整完成清洗、蚀刻、通孔以及电镀填孔的工艺任务，搭配自动化设备，可提供整合度高的玻璃芯基材解决方案，达成大于100μm的高真圆度通孔，优化器件电力与讯号传输，提升芯片效能。

这不仅能够达到更高的封装效能及能源传递效率外，还可透过板级制程，满足高效率和大面积的生产，从而降低生产成本。

Manz持续为先进封装助力赋能

在回顾发展历程时，Manz集团亚洲区销售副总经理简伟铨介绍道，多年来，Manz持续为全球十大载板厂及面板厂的稳定量产提供有力支持，在IC载板和显示器行业中扮演着重要角色。基于在有机材料上发展的RDL技术，以及多年在传输玻璃载板领域的经验，近年来Manz成功地将这些技术应用于半导体封装领域。

·  2016年，整合集团核心多元技术，进军半导体先进封装领域。
·  2017年，研发并售出第一台用于半导体先进封装FOPLP的湿法化学设备
·  2019年，Manz交付首条半导体板级封装全自动RDL生产线
·  2022年，交付700mm x 700mm FOPLP RDL整厂解决方案
·  2023年，玻璃芯TGV/RDL制程技术研发

针对先进封装市场，Manz掌握关键化学湿制程（洗净、蚀刻、通孔工艺设备）、电镀、自动化等设备，横向以软件整合硬件设备提供整厂规划服务，通过RDL工艺制作内接金属导线，为芯片与电路板之间的上下信号传递搭建了通道，应用于FOPLP及TGV玻璃芯基材，满足了高纵深比的直通孔、高真圆度等制程需求。这两种封装技术的开发，旨在满足客户对封装体积小、高效能及高散热的严苛要求。

经过多年发展，Manz已成功在半导体封装领域获得客户肯定。

展望未来，Manz集团亚洲区总经理林峻生先生强调：“为了给予客户全方位的技术工艺与服务，迎接板级封装和TGV市场的快速成长，我们将继续发挥自身在技术和市场方面积累的优势，通过整合RDL重布线层融合先进工艺技术，积极推动板级封装实现产业化落地，全方位推进在先进封装领域的发展，为整个产业生态的建设贡献出更多的力量。