(Yn dilyn rhan I: Dylunio cylched integredig; Rhan II: Gweithgynhyrchu Cylched Integredig)

V. ATP (Cydosod, Profi, a Phecynnu) a phecynnu uwch

Casgliadau sylfaenol am gydosod, profi, pecynnu a phecynnu uwch:

(1) Ar gyfer y lled-ddargludydd cefndirol ATP cymharol isel ei dechnoleg, mae'r Unol Daleithiau'n dibynnu'n fawr ar adnoddau tramor sydd wedi'u crynhoi yn Asia.

(2) Wrth i sglodion ddod yn fwy cymhleth, mae dulliau pecynnu uwch yn cynrychioli meysydd posibl ar gyfer cynnydd technolegol sylweddol. Fodd bynnag, nid yw'r Unol Daleithiau chwaith yn lle cost-effeithiol i ddatblygu diwydiant pecynnu uwch cryf oherwydd nad oes ganddi'r ecosystem deunyddiau angenrheidiol;

(3) Mewn ymateb, gallai buddsoddiad trwm o Tsieina amharu ar farchnadoedd presennol.

(I) Amcangyfrifon sylfaenol Gwladwriaeth y Faner o becynnu a phrofi sylfaenol

(A) Gwybodaeth sylfaenol

Yng nghyfnod sylfaenol yr ATP cefndirol, caiff y sglodion (craidd) ei gydosod yn gynnyrch gorffenedig, sy'n cael ei brofi, ei becynnu, a'i gydosod yn electroneg. Mae dau ddull ar gyfer y cyfnod ATP: (1) OEM gan IDM a (2) OEM. Mae ffowndrïau yn gwmnïau OSAT (Cydosod a Phrofi Lled-ddargludyddion Pur) sy'n arbenigo mewn profi, pecynnu, cydosod neu gydosod ac yn darparu gwasanaethau contract. O ran cyfanswm y farchnad ATP, roedd cwmnïau'r Unol Daleithiau yn cyfrif am 28% o'r cyfanswm refeniw; Er bod cwmnïau'r Unol Daleithiau yn cyfrif am oddeutu 43% o refeniw ATP IDM wedi'i integreiddio'n fertigol, mae cwmnïau'r Unol Daleithiau wedi allanoli cynhyrchu ATP i gyfleusterau y tu allan i'r Unol Daleithiau. Mae ffowndrïau fel TSMC (Taiwan), UMC (Taiwan), SMIC (Tir Mawr Tsieina) ac XMC (Tir Mawr Tsieina) wedi mynd i mewn i'r busnes pecynnu i gynyddu'r gwasanaethau gweithgynhyrchu maen nhw'n eu cynnig i gwsmeriaid di-ffabless, yn enwedig ar gyfer pecynnu uwch sglodion bach. Lansiodd TSMC ei ddatrysiad pecynnu uwch cyntaf yn 2012. Yn 2017, roedd mwy na 100 o OSATS gwahanol ar y farchnad. Mae wyth OSATS mawr; Chwaraewyr bach i ganolig eu maint yw'r rhan fwyaf.

Er bod rhai cwmnïau OSAT yn yr Unol Daleithiau (Amkor yn enwedig), dim ond 15% o fusnes OSAT y mae cwmnïau o'r Unol Daleithiau yn cyfrif amdani (Taiwan sy'n arwain gyda 52%, ac yna Tsieina gyda 21%), ac mae Amkor wedi'i leoli yn yr Unol Daleithiau ond nid oes ganddo gyfleuster gweithgynhyrchu yn yr Unol Daleithiau.

Yn draddodiadol, mae ATP sylfaenol wedi bod yn fusnes hynod awtomataidd a gwerth isel, gan fod angen ôl troed sylweddol a chyflogi gweithwyr â sgiliau isel yn bennaf (mae hyn yn newid gyda chyflwyniad y technolegau pecynnu uwch a drafodir isod). Felly, y llawdriniaeth hon oedd y cam cyntaf (gan ddechrau yn y 1970au) o allanoli cynhyrchu yn yr Unol Daleithiau, a oedd yn bennaf i dde-ddwyrain Asia. Heddiw, mae'r rhan fwyaf o ffatrïoedd allanoli ATP yn Tsieina, Taiwan a De-ddwyrain Asia (Singapore, Malaysia, Ynysoedd y Philipinau a Fietnam). Nododd SEMI a Techsearch fwy na 120 o gwmnïau allanoli OSAT a 360 o ffatrïoedd pecynnu ledled y byd yn 2018. O'r 360 o ffatrïoedd, mae mwy na 100 yn Tsieina, tua 100 yn Taiwan a 43 yn Ne-ddwyrain Asia (mae'r lleill yn Ewrop neu'r Amerig). Mae cynhyrchu OSAT yn Tsieina yn defnyddio'r dechnoleg pecynnu prif ffrwd gyfredol, ond mae Tsieina yn datblygu technoleg pecynnu uwch.

Ar ochr y profion, rhaid ardystio a phrofi technolegau lled-ddargludyddion cyn y gellir eu defnyddio mewn ystodau tymheredd (ystod estynedig), ymwrthedd i ymbelydredd ac amgylcheddau llym am resymau diogelwch cenedlaethol. Mae hyn yn cynnwys profi effeithiau gronynnau sengl (SEE) gan ddefnyddio'r seilwaith profi ymbelydredd ïonau trwm. Mae'r seilwaith profi ymbelydredd ïonau trwm presennol yn yr Unol Daleithiau yn fregus ac ni all ddiwallu anghenion profi SEE presennol nac yn y dyfodol. Yn aml, mae cwsmeriaid yn profi amseroedd aros hir a phrisiau profion yn codi, ac maent yn agored i straen sylweddol hyd yn oed os bydd cyfleuster mawr yn cau i lawr yn sydyn. "Mae llai na hanner dwsin o LABS cyflymydd a all gynhyrchu trawstiau ïonau o amrywiaeth ac egni ïonau digonol i fodloni gofynion profi SEE." Mae hyn yn effeithio ar argaeledd profion i gefnogi teithiau gofod yn y dyfodol rhwng asiantaethau gofod a diwydiant (gan gynnwys lloerennau).

(B) Risgiau mawr

Heddiw, dim ond 3 y cant o gapasiti pecynnu lled-ddargludyddion byd-eang sydd gan yr Unol Daleithiau (heb gynnwys capasiti profi), a ddarperir yn bennaf gan gwmnïau IDM, sydd yn aml â chyfleusterau ATP y tu allan i'r Unol Daleithiau. Er bod hyn wedi bod yn elfen dechnoleg isel o'r gadwyn gyflenwi yn hanesyddol, mae'n gam hollbwysig. Mae dibyniaeth America ar gynhyrchu ATP hanfodol yn Ne-ddwyrain Asia, Taiwan a Tsieina yn amlygu cadwyn gyflenwi'r Unol Daleithiau i aflonyddwch.

(II) Trafodaeth Citibank ar dechnoleg pecynnu uwch

(A) Gwybodaeth sylfaenol

Er bod ATP sylfaenol wedi bod yn elfen gwerth isel o'r gadwyn gyflenwi yn draddodiadol, mae technolegau pecynnu yn dod yn fwyfwy datblygedig. Ers degawdau, mae'r diwydiant lled-ddargludyddion wedi cadw i fyny â Chyfraith Moore, sy'n rhagweld bod nifer y transistorau ar led-ddargludydd yn dyblu tua phob dwy flynedd. Heddiw, mae manteision pŵer a pherfformiad lleihau meintiau sglodion ym mhob nod prosesu newydd yn lleihau, tra bod y gost fesul transistor yn cynyddu. Er bod lleihau maint yn dal i fod yn opsiwn, wrth i raddio ddod yn ddrytach ac yn anoddach, mae'r diwydiant lled-ddargludyddion yn chwilio am ddewisiadau eraill sy'n cynnwys cydosod sglodion bach a/neu gylchedau integredig lluosog i mewn i un pecyn. Gelwir hyn yn gapsiwleiddio uwch. Mae pecynnu uwch yn cynrychioli technoleg amgen ac ategol i leihau lled llinell oherwydd ei fod yn darparu dwysedd sglodion uwch yng nghyfnod y pecyn yn hytrach na lefel y sglodion ac yn caniatáu integreiddio gwahanol swyddogaethau sglodion o fewn un pecyn. Mae pecynnu uwch hefyd yn caniatáu mwy o ddefnydd o sglodion masnachol oddi ar y silff (a gymeradwywyd gan amddiffyn) i addasu atebion.

Mae mathau uwch o becynnu yn cynnwys technegau pentyrru sglodion (yn enwedig sglodion cof) a sglodion wedi'u hymgorffori, pecynnu allan-fan, pecynnu lefel wafer, a phecynnu lefel system (cydosod sglodion bach neu sglodion lluosog i mewn i un pecyn). Un dull o ddefnyddio sglodion rhesymeg yw gwahanu swyddogaethau IP safonol yn sglodion llai gwahanol, o'r enw "microsglodion," wedi'u cysylltu trwy ryngwynebau safonol ar un pecyn. Mae sglodion bach yn gweithio gyda sglodion bach eraill, felly rhaid optimeiddio dyluniadau gyda'i gilydd ac ni ellir eu dylunio ar eu pen eu hunain. Mae gan yr Asiantaeth Prosiectau Ymchwil Uwch Amddiffyn (DARPA) a'r Llynges, yn ogystal â chwaraewyr yn y diwydiant (AMD, Marvell, ac Intel), nifer o brosiectau sy'n archwilio'r dull hwn. Mae pecynnu uwch o werth diogelwch cenedlaethol trwy ddadansoddi swyddogaeth, diogelwch, cyfaint, a pherfformiad amgylcheddol i ddarparu offer y gellir ei addasu ar gyfer cymwysiadau diogelwch cenedlaethol unigryw.

Roedd pecynnu uwch yn cyfrif am 42.6% o gyfanswm gwerth pecynnu lled-ddargludyddion yn 2019 a disgwylir iddo gyrraedd 2025. Bydd yn cyfrif am bron i hanner y farchnad pecynnu lled-ddargludyddion gyfan. Byddai hyn yn cynrychioli cyfradd twf blynyddol gyfansawdd (CAGR) o 6.1% rhwng 2014 a 2025, gyda refeniw pecynnu mwy uwch yn dyblu o $20 biliwn yn 2014 i tua $42 biliwn yn 2025. Mae hyn bron dair gwaith y twf disgwyliedig ar gyfer y farchnad pecynnu traddodiadol, gyda CAGR rhagamcanol o 2.2 y cant rhwng 2014 a 2025.

Mae 10 cwmni pecynnu uwch gorau'r byd yn cynnwys: dau gwmni IDM (Intel o'r Unol Daleithiau a Samsung Korea); mae TSMC hefyd yn un o 10 cwmni pecynnu uwch gorau'r byd. Mae'r pum cwmni pecynnu uwch OSAT gorau yn y byd yn cynnwys ASE (Taiwan), SPIL (Taiwan), Amkor (UDA), Powertech Technology (Taiwan) a JCET (Tsieina). Yn ogystal, mae dau gwmni OSAT llai, Nepes Display (Korea) a Chipbond (Taiwan). Mae'r 10 cwmni'n prosesu tua thri chwarter o sglodion wedi'u pecynnu uwch.

Darperir pecynnu uwch yn yr Unol Daleithiau yn bennaf gan werthwyr IDM, gan gynnwys Intel, Texas Instruments, a Micron. Mae GlobalFoundries yn ffowndri yn yr Unol Daleithiau sydd hefyd yn darparu gwasanaethau pecynnu uwch. Yn ogystal, mae cwmnïau llai, fel Micross, Skywater a Qorvo, yn cynnig gwasanaethau pecynnu uwch i ddiwallu anghenion amddiffyn a diwydiannol niche.

Fel y soniwyd uchod, er nad oes gan Tsieina alluoedd pecynnu uwch cryf ar hyn o bryd, mae'n datblygu galluoedd pecynnu uwch i wneud iawn am ei diffyg cynhyrchu lled-ddargludyddion arloesol.

Wrth i'r capasiti a'r galw am becynnu uwch dyfu, tynnodd sylwadau a gyflwynwyd mewn ymateb i Hysbysiad Cofrestru Ffederal o Ymchwiliad (NOI) sylw at ddiffyg swbstradau pecynnu uwch (yn seiliedig ar dechnoleg bwrdd cylched printiedig) a gwendidau yn y gadwyn gyflenwi gysylltiedig yn yr Unol Daleithiau. Mae cyflenwr y deunydd sylfaen wedi'i leoli yn Asia. Mae cwmnïau swbstrad mawr yn cynnwys: Ibiden (Japan), Nanya (Taiwan), Shinko (Japan), Samsung (Korea), Unimicron (Taiwan), Shennan Circuits (Tsieina), Zhuhai Yueya (Tsieina) ac AKM Electronics Industrial (Tsieina).

Yn ogystal, mae gweithgynhyrchu PCB wedi symud i Tsieina, gan ei gwneud yn farchnad fwy deniadol i gyflenwyr swbstradau. Mae Partneriaeth Electroneg Ddibynadwy IPC/US (USPAE) yn amcangyfrif bod yr Unol Daleithiau 20 mlynedd y tu ôl i Asia o ran technoleg gweithgynhyrchu byrddau cylched printiedig ar gyfer cymwysiadau electroneg y genhedlaeth nesaf. Ar un adeg roedd yr Unol Daleithiau yn cyfrif am fwy na 30% o weithgynhyrchu byrddau cylched printiedig y byd; nawr mae'n cyfrif am lai na 5%.

(B) Risgiau mawr

Mae buddsoddiad Tsieina mewn pecynnu uwch yn bygwth marchnadoedd y dyfodol:

Er nad oes gan Tsieina allu pecynnu uwch cryf, mae llywodraeth Tsieina wedi buddsoddi'n helaeth mewn pecynnu uwch. Mae pecynnu uwch wedi bod yn ffocws technoleg diwydiant lled-ddargludyddion Tsieina ers ychydig flynyddoedd, gyda'r Cyngor Gwladol yn anelu at becynnu uwch i gyfrif am tua 30 y cant o holl refeniw pecynnu ar gyfer cyflenwyr Tsieineaidd erbyn 2015. Ym mis Ionawr 2021, dywedodd is-gadeirydd newydd SMIC y dylai cwmnïau Tsieineaidd ganolbwyntio ar becynnu uwch i oresgyn eu gwendid wrth leihau lled llinell lled-ddargludyddion, a allai fod yn arwydd y bydd SMIC yn symud yn ymosodol i becynnu uwch. Adroddodd Stephen Hiebert, uwch Gyfarwyddwr marchnata yn SEMICONDUCTOR Packaging KLA, yn 2018 fod "... Rydym yn gweld buddsoddiadau OSAT cryf yn Tsieina wrth i gapasiti pecynnu uwch gynyddu i gyd-fynd â phrosiectau ffatrïoedd blaen Tsieina."

Capasiti annigonol o ddeunyddiau pecynnu uwch:

Mae swbstradau pecynnu uwch yn seiliedig ar dechnoleg bwrdd cylched printiedig, sy'n cael ei chynhyrchu'n bennaf yn Asia ac yn bennaf yn Tsieina. Mae hyn yn peri her i gwmnïau sy'n ceisio buddsoddi mewn pecynnu uwch yn yr Unol Daleithiau.

Nid yw anghenion amddiffyn yn unig yn ddigon i gadw technoleg pecynnu uwch yn yr Unol Daleithiau:

Mae nifer fach o gwmnïau yn yr Unol Daleithiau yn darparu atebion pecynnu uwch ar gyfer anghenion amddiffyn, a dim ond cyfran fach o'r farchnad sydd gan y cwmnïau hyn. Wrth i alluoedd pecynnu uwch dyfu y tu allan i'r Unol Daleithiau, byddant yn fuan yn fwy niferus na'r anghenion amddiffyn a bydd grymoedd y farchnad yn denu galluoedd arloesol dramor. Yn y pen draw, maint sy'n gyrru arloesedd a dysgu gweithredol; Heb gyfaint masnachol, ni fydd yr Unol Daleithiau yn gallu cadw i fyny â thechnoleg o ran ansawdd, cost na llafur.

(3) Crynodeb

I grynhoi, mae'r Unol Daleithiau'n dibynnu ar adnoddau tramor sydd wedi'u crynhoi yn Asia ar gyfer capasiti ATP cefndirol, sy'n creu risg o amharu ar y gadwyn gyflenwi yn y rhan hon o'r gadwyn gyflenwi. Mae amgáu yn dod yn fwy datblygedig wrth i'r diwydiant chwilio am ffyrdd newydd o wneud iawn am gymhlethdod meintiau nodweddion llai a llai yn y nodau mwyaf datblygedig neu leiaf, cynnyrch is, ac enillion ymylol sy'n lleihau. Er bod gan yr Unol Daleithiau a'i phartneriaid alluoedd pecynnu uwch, mae gan fuddsoddiad trwm Tsieina mewn pecynnu uwch y potensial i amharu ar y farchnad yn y dyfodol. Yn ogystal, nid oes gan yr Unol Daleithiau ecosystem i ddatblygu technolegau pecynnu uwch.

Ymwadiad: Mae'r erthygl hon yn cael ei hailargraffu o "sgwrs Bwyty Mr. Wang", mae'r erthygl hon yn cynrychioli barn bersonol yr awdur yn unig, nid yw'n cynrychioli barn Sakwei a'r diwydiant, dim ond i ailargraffu a rhannu, cefnogi amddiffyn hawliau eiddo deallusol, ailargraffu nodwch y ffynhonnell wreiddiol a'r awdur, os oes toriad, cysylltwch â ni i ddileu.