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圆形→方形的“几何账”

随着AI芯片尺寸增大，高端算力芯片趋向方正，封装基板却用圆形设计，这是产业待突破的范式。要了解为何晶圆是圆的、芯片是方的，单晶直拉法的旋转提拉决定硅锭圆柱型，从而使晶圆为圆形。直拉法是先在坩埚加热高纯硅成熔融态，将晶种置于棒末端浸入硅液，提拉旋转棒，精确控制参数得到圆柱状单晶硅棒，再经打磨等工序得圆形硅片。芯片在晶圆上方形排列，切割沿直线，效率高、浪费少；方形芯片封装时易与引线或焊盘对齐，Flip chip型封装更适用。传统12英寸圆形晶圆切割方形芯片边缘浪费大，面积利用率不足85%，而面板级封装面积利用率超95%，“去边角化”设计使单次制程芯片产出增加，从晶圆级到面板级封装，单位成本有望降20% - 30%以上。随着技术复杂性在亚20nm节点加速，半导体制造成本增加，晶圆尺寸从300毫米过渡到450毫米可解决问题，但基板尺寸难满足AI芯片封装需求。大尺寸圆形基板高温封装易翘曲变形致信号中断，方形基板结构规整，翘曲度可控，适配先进封装精度要求。

“方”寸之争，两条主流路线

扇出型封装有扇出型晶圆级封装（FOWLP）和扇出型面板级封装（FOPLP）两大分支，FOWLP基于圆形晶圆封装，FOPLP用方形面板作基板。Yole报告显示，FOWLP技术面积使用率<85%，FOPLP面积使用率>95%，能放更多芯片，成本比FOWLP低，面板级封装成本比晶圆级封装降66%。台积电的CoPoS技术基于CoWoS 2.5D封装“面板化”演进，与FOPLP本质不同，FOPLP无中介层，用于电源管理等成熟制程，CoPoS全称为Chip - on - Panel - on - Substrate，核心是将芯片模组搭载到面板级基板封装，通过大尺寸方形面板提升面积利用率，支持更大封装尺寸，对未来超大型AI GPU等芯片重要。在AI等领域，“形状、材料与性能”暗战激烈。方形硅基板由高纯度单晶硅制成，热膨胀系数与芯片接近，翘曲小，可集成高密度硅通孔，2024年三菱材料宣布能生产600mm×600mm方形硅基板服务超大尺寸AI芯片，但成本高、大尺寸制备难。玻璃基板依托优异材料特性和TGV玻璃通孔互连技术，解决传统封装基板问题，是业界热门材料，英特尔和台积电都在投入。陶瓷基板由氧化铝等制成，导热高、耐高压、抗腐蚀，能在极端环境工作，但大尺寸易碎，成本比有机基板高。FOPLP让“方形”进入封装主流视野，基板材料决定未来芯片性能、尺寸和成本。

方形基板，巨头抢注中

台积电推进新一代面板级封装技术CoWoS，重点研发310×310毫米规格，评估整合玻璃材料。德国设备商SCHMID首席销售官指出行业走向标准化，主流面板尺寸多样，台积电该规格是为平衡封装面积、生产良率与设备兼容性。日月光在台积电InFO问世后投入扇出型面板级封装研发，克服面板翘曲难题，早期300×300mm试产FOPLP良率不错，现推进到600×600mm，若良率符合预期，600×600mm有望成主流规格，2025年底前试产，2026年送样认证，届时承接订单提供商业化服务。根据TrendForce，AMD与日月光讨论FOPLP封装PC处理器，高通洽谈用FOPLP封装电源管理IC。群创光电掌握超大面板封装制程，FOPLP面板尺寸700mm×700mm，远超常见规格，已展开二期产能扩充，试量产月产能约1000片，送样多家客户验证，获恩智浦和意法半导体订单，应用于消费性和车用电子芯片。力成科技是最早投入FOPLP的OSAT厂商之一，2025年完成产能布建并量产，与国际IDM大厂小量生产FOPLP新品，虽营收占比有限，但随市场发展有望拓展商机。英伟达关注FOPLP技术，2024年有消息称其想在Blackwell架构芯片中引入该技术用于GB200，但GB200发布后无更新。玻璃基板技术受关注，2023年9月英特尔宣布推出业界首款用于下一代先进封装的玻璃基板，计划2026 - 2030年量产，其投入该技术约十年。2024年CES上三星电机提出建玻璃基板原型生产线，目标2025年生产原型，2026年量产，已选定中试线设备供应商。韩国SK集团旗下Absolics投资6亿美元在乔治亚州科文顿建月产能4000块的玻璃基板工厂，SK海力士通过美国子公司涉足，中国京东方将玻璃基板作为核心战略，计划2027年量产高深宽比产品。

方形基板，还要跨过几道难关？

方形基板有空间利用率等理论优势，但短期内难替代圆形基板主流地位。圆形基板有成熟配套体系，工业惯性和生态粘性强。方形基板面临难题，边缘应力分布复杂，高温易翘曲裂纹影响良率；主流制造设备基于轴对称设计，改方形需颠覆性改造，投资大、风险未知；量产级别上搬运、定位与掩膜版对准精度控制缺乏成熟方案，碎片率和均匀性问题突出。解决全链条难题或许至少还需5年以上。