晶圆为何要“变方”？AI正在给出答案……
Lam Research(泛林集团)和Nikon(尼康)等公司正在为矩形面板生产供应相关组件，泛林集团预计该业务最早将于2027年迎来爆发式增长。
根据泛林集团的预测，全球晶圆代工龙头台积电(TSMC)——其长期主导英伟达、AMD等客户的AI芯片先进封装业务——很可能将异构集成领域的领导地位让渡给正在积极抢占市场的OSAT(外包半导体封装测试)企业。
根据Yole Group在今年3月发布的报告，当前支撑PCB和平面显示器生产的面板级封装(PLP)业务规模，将从2024年的1.6亿美元激增至2030年的6.5亿美元，这一增长主要由高性能计算(HPC)和AI需求驱动。报告指出，传统PLP厂商如三星和顶级芯片封装企业日月光(ASE)正面临新入局者的挑战，包括安靠(Amkor)、日本晶圆代工新锐Rapidus，甚至可能在未来三年内推出高端扇出型封装技术的台积电。
图1：未来人工智能芯片将推动PLP的采用 图片来源：泛林集团
泛林集团一直在开发适用于300 mm至600 mm面板的互联技术，该公司董事总经理Chee Ping Lee在接受EE Times采访时表示。
Lee表示：“行业内的讨论焦点是‘如果能在面板上完成封装结构的制造，尺寸就不必局限于300 mm，可以扩大到600 mm’。这样就能在单个封装中集成更多芯片，并通过同一套系统完成加工。”
在2.5D/3D先进封装领域，芯片像高层建筑中的公寓一样堆叠，这一技术长期由台积电等代工厂垄断，它们拥有低资本强度封装厂难以负担的高成本洁净室空间。但随着日月光(ASE)和安靠等封装企业加大高端设施投资，这一局面即将改变。
安靠在通过电子邮件向EE Times发表的声明中表示：“我们于2023年公布了相关计划，正与联邦及州政府机构、供应链合作伙伴和客户保持密切合作。目前项目进展符合预期，仍将于2028年初实现全面投产，这体现了建立如此规模先进制造能力的复杂性。”
2025年10月7日，全球第二大芯片封装测试企业安靠科技宣布将其在美国亚利桑那州的投资额从原计划大幅提升至70亿美元，接近台积电和英特尔在当地新建的巨型晶圆厂项目规模。扩建后的投资将使安靠科技新工厂在2028年初投入使用，新增超75万平方英尺(约7万平方米)的无尘车间空间。
泛林集团的Lee指出：“我们确实观察到先进封装技术正被更广泛地应用，吸引了更多行业参与者加入，包括OSAT厂商、大型及中型企业。部分OSAT企业将其视为向价值链高端跃迁的契机，而规模较大的企业则更具备实现这一跃迁的能力。”
今年9月，泛林集团推出了专为三维堆叠和高密度异质集成设计的Teos 3D设备。该设备可实现超厚均匀的晶间填充，在介电沉积工艺和增强型监测技术方面取得创新突破。目前，该公司的设备已在全球多家领先的逻辑芯片和存储器晶圆厂完成部署。
转向面板级封装
AI芯片的尺寸已突破光刻机最大掩膜版限制，导致晶体管密度和I/O连接数受限，不仅推高成本，更使晶圆良率下降。
据ACM Research报告，英伟达AI Blackwell架构采用双掩膜版封装设计，单颗芯片面积达约800 mm2，由此引发矩形芯片适配圆形300 mm晶圆的技术挑战。
报告指出，单颗芯片面积约800 mm2时，在300 mm圆形晶圆上可切割约64颗芯片。但报告同时强调：“由于芯片呈方形而晶圆为圆形，加工过程中会产生大量硅材料浪费。”
硅晶圆呈圆形，因其源自圆柱形硅锭——这种制造工艺的历史可追溯至蘸制蜡烛般古老的工艺。
图2：面板提供拓展路径，实现最优面积效率 图片来源：泛林集团
据泛林集团预测，当掩膜版尺寸达到4,500 mm2(预计未来几年内)，晶圆制造将迎来关键转折点。Lee进一步指出，到2030年左右，若掩膜版尺寸突破7,700 mm2，面板技术将因其作为AI芯片中介层的优势而更具吸引力。
目前，泛林集团正与产业生态圈(包括芯片设计方及研究机构)协同优化工艺流程。此次变革或将催生全新的产业生态体系。
“供应商将从传统硅载板转向玻璃载板，其中部分新厂商可能是三四年前名不见经传的企业。”Lee拒绝透露具体公司名称，“相关面板现已投产。例如，600 mm规格产品已用于低端芯片和射频芯片的小批量生产。而人工智能芯片领域仍处于研发阶段，需较长时间才能实现。”
泛林集团指出，代工厂与基板制造商之间已形成竞争关系。
Lee表示：“最终的产业生态会呈现何种形态，目前尚不确定。不同厂商将推出多种规格，当前缺乏统一标准。但长期来看，我们预计标准化终将实现。”
新供应商
潜在的新面板供应商之一是Absolics，这是韩国SKC集团旗下的一家玻璃基板制造商。该公司在2024年5月因获得美国政府7,500万美元《芯片法案》拨款而引发关注，该笔资金将用于投资其位于美国佐治亚州的基板工厂建设。
当时，Absolics表示其玻璃基板将提升人工智能(AI)、高性能计算(HPC)及数据中心芯片的性能。
该公司未回应《EE Times》的置评请求。
如今，供应链中的主要企业已纷纷宣布进军面板业务。
尼康于今年7月开始接受其数字光刻系统DSP-100的订单，该系统专为先进封装应用开发，可支持最大600 mm2的大尺寸基板。
图3：矩形晶圆曝光基板 图片来源：尼康
尼康在其官网表示，对于100 mm2的大尺寸封装，每片基板的产能是使用300 mm晶圆时的9倍。
尼康表示：“该系统还具备基板翘曲变形的高精度校正功能，通过无掩模技术降低生产成本，采用固态光源减少维护成本，支持更绿色的制造工艺。”
应用材料公司也在开发面板加工设备
应用材料公司异构集成业务单元战略营销高级总监Amulya Athayde表示：“硅是理想的基底材料，但晶圆是圆形的，因此每片晶圆上只能生产少量矩形AI加速器。”
该公司提供一套面向封装应用的前端图形化面板加工设备组合，涵盖光刻、物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、量检测、图形复查及测试等工艺。
Athayde表示：“基于在显示设备市场处理大尺寸基底的经验，应用材料公司具备独特优势，能够将晶圆加工技术拓展至面板级规模。”
图4：应用材料的协同优化面板解决方案 | 前道工序级性能 图片来源：应用材料
