
先進半導體封裝的戰場,關注往往集中在晶片堆疊技術如 TSMC 的 SoIC,以及廣泛應用於高效能運算的 CoWoS。然而,另一個乍看之下較為邊緣、甚至被視為傳統的技術 InFO(Integrated Fan-Out)卻持續扮演舉足輕重的角色。這項技術早在 2016 年便隨著 Apple A10 晶片首度問世,至今仍在智慧型手機、高速通訊乃至車用電子中佔據一席之地。
什麼是 Fan-Out?為何重要?
Fan-Out 的核心精神,是打破傳統 flip-chip 封裝中 I/O 只能集中在晶粒下方的限制,藉由再分佈層(RDL)將訊號向外擴展至更大的封裝範圍。這不僅提升可連接的接腳數,也提供更多彈性空間讓其他晶片、記憶體或射頻模組進行垂直堆疊或橫向整合。簡單地說,Fan-Out 就像把一張桌下插座拉出延長線,讓更多設備可以接入,擴展連結性與封裝自由度。
相較於傳統 Fan-In 架構(所有接點壓縮在晶粒底部),Fan-Out 技術提供了更高的訊號品質、更短的連接路徑,以及對高頻訊號的支持能力。這些優勢使其在手機、通訊晶片與邊緣運算等空間敏感型產品中,成為不可或缺的封裝技術。根據TSMC 定義,InFO 分為三個主要子類型:InFO-PoP、InFO-2.5D 與 InFO-3D。這三者雖共享 Fan-Out 架構,但分別對應不同的系統需求與堆疊深度:
上層為 DRAM 記憶體,下層為邏輯晶片(例如處理器),兩者垂直堆疊。 底部為扇出型再分佈層,並搭配TSV做上下層導通連接。
- InFO-PoP(Package-on-Package):最早進入市場的版本,設計上將處理器與記憶體上下堆疊,而非並排配置。其下層為邏輯晶片(如 Apple A 系列、Snapdragon、Exynos),上層為 LPDDR 類型的 DRAM。此種架構具備三大優勢:節省空間、縮短資料路徑、供應鏈彈性(可使用不同供應商記憶體模組)。歷經演進,PoP 也出現如 TMV(Through Mold Via)等版本,提升 I/O 密度與可擴展性。
- InFO-2.5D:為進階版 Fan-Out 架構,允許兩個以上晶片(邏輯 + HBM、邏輯 + 射頻模組)在同一封裝內進行橫向整合,取代部分中介層(interposer)功能,以降低成本與厚度。其重點是擁有類似 CoWoS 的系統整合能力,但製程更精簡,封裝厚度與功耗表現更佳。
- InFO-3D:進一步支援晶片堆疊,適用於需高度垂直整合的場景,如微控制器搭配 SRAM、感測器疊堆等。但其堆疊方式仍維持在模封工藝範疇內,適合中階市場與良率要求高的量產應用。
InFO-3D 跟 SoIC 雖然兩者都支援 3D 堆疊,但實際定位與製程深度大不相同。InFO-3D 是以模封為核心的 3D 封裝方式,搭配簡易 TSV 或微焊球實現上下晶片連結,強調量產穩定性與低成本;而 SoIC 則為 wafer-to-wafer 的 hybrid bonding 封裝,實現矽對矽接合,支援數萬條超密集連線、低於 10μm 的接點 pitch,適用於邏輯與記憶體的超高速資料交換,專攻 AI/HPC 等高階市場。
InFO-3D 是輕量級 3D 封裝,SoIC 則是重量級的深度矽堆疊技術。前者擅長用於空間敏感型產品,後者則為效能極致導向的技術解法。
Panel-Level 的 FoPLP 又是什麼?
雖同樣源自 Fan-Out 技術,但 FoPLP(Fan-out Panel-Level Packaging)與 InFO 分屬不同製程策略。FoPLP 採用大型面板(如 LCD 基板)進行封裝,以壓低單位成本與提升產出量;InFO 則維持 wafer-level 製程,追求精密度與高良率。前者適合追求規模經濟的中低階市場,後者則主攻手機、邊緣 AI 等需要良率與一致性的應用場景。