(Deel I: Integréiert Circuit Design; Deel II: Integréiert Circuit Fabrikatioun)

V. ATP (Assemblée, Test, andPackaging) an fortgeschratt Verpakung

Basis Conclusiounen iwwer Montage, Testen, Verpakung a fortgeschratt Verpakung:

(1) Fir de relativ Low-Tech Back-End Semiconductor ATP setzen d'USA staark op auslännesch Ressourcen konzentréiert an Asien.

(2) Wéi Chips méi komplex ginn, representéieren fortgeschratt Verpakungsmethoden potenziell Beräicher fir bedeitend technologesch Fortschrëtter. Wéi och ëmmer, d'USA sinn och keng kosteneffektiv Plaz fir eng staark fortgeschratt Verpackungsindustrie z'entwéckelen, well et déi néideg Materialien-Ökosystem feelt;

(3) Als Äntwert kéint schwéier chinesesch Investitioun existent Mäert stéieren.

(ech) Fändelstaat Basis Schätzunge vun Basis Verpakung an Testen

(A) Basis Informatiounen

Op der Back-End Basis ATP Etapp gëtt den Chip (Kär) an e fäerdegt Produkt zesummegesat, deen getest, verpackt an an Elektronik versammelt gëtt. Et ginn zwee Modi fir d'ATP Etapp: (1) OEM duerch IDM an (2) OEM. Foundries sinn OSAT (pure Semiconductor Assembly and Testing) Firmen déi spezialiséiert sinn op Testen, Verpakung, Assemblée oder Assemblée a Kontraktservicer ubidden. Wat den Total ATP Maart ugeet, hunn d'US Firmen 28% vum Gesamtakommes ausgemaach; Och wa US Firmen ongeféier 43% vun de vertikalen integréierten IDM ATP Einnahmen ausmaachen, hunn US Firmen d'ATP Produktioun op Ariichtungen ausserhalb vun den USA outsourced. Schmelzen wéi TSMC (Taiwan), UMC (Taiwan), SMIC (Festland China) an XMC (Festland China) sinn an d'Verpackungsgeschäft agaangen fir d'Fabrikatiounsservicer ze erhéijen déi se u fabelhafte Clienten ubidden, besonnesch fir fortgeschratt Verpakung vu klenge Chips. TSMC lancéiert seng éischt fortgeschratt Verpakung Léisung 2012. Am 2017 waren et méi wéi 100 verschidde OSATS um Maart. Et ginn aacht grouss OSATS; Déi meescht si kleng bis mëttelgrouss Spiller.

Och wann et e puer US OSAT Firmen (besonnesch Amkor) sinn, stellen US Firmen nëmmen 15% vum OSAT Geschäft aus (Taiwan féiert mat 52%, gefollegt vu China mat 21%), an Amkor ass an den USA baséiert awer huet keng Fabrikatioun Ariichtung an den USA.

Basis ATP war traditionell en héich automatiséiert an niddereg-Wäertgeschäft, erfuerdert e wesentleche Foussofdrock a beschäftegt meeschtens niddereg qualifizéiert Aarbechter (dëst ännert sech mat der Aféierung vun de fortgeschrattene Verpackungstechnologien déi hei ënnen diskutéiert ginn). Sou war dës Operatioun déi éischt Phas (ugefaangen an den 1970er Joren) vum Outsourcing vun der Produktioun an den USA, déi haaptsächlech a Südostasien war. Haut sinn déi meescht ATP Outsourcing Planzen a China, Taiwan a Südostasien (Singapur, Malaysia, Philippinen a Vietnam). SEMI an Techsearch identifizéiert méi wéi 120 OSAT Outsourcing Firmen an 360 Verpackungsanlagen weltwäit am 2018. Vun den 360 Fabriken sinn et méi wéi 100 a China, ongeféier 100 an Taiwan an 43 an Südostasien (déi aner sinn an Europa oder Amerika) . OSAT Produktioun a China benotzt déi aktuell Mainstream Verpackungstechnologie, awer China entwéckelt fortgeschratt Verpackungstechnologie.

Op der Testsäit musse Hallefleittechnologien zertifizéiert a getest ginn ier se an Temperaturberäicher (verlängert Gamme), Strahlungsresistenz an haart Ëmfeld aus national Sécherheetsgrënn benotzt kënne ginn. Dëst beinhalt Single-Partikel Effekter (SEE) Tester mat der schwéierer Ionestrahlungstestinfrastruktur. Déi existent schwéier Ionestrahlungstestinfrastruktur an den USA ass fragil a kann net aktuell oder zukünfteg SEE Testbedürfnisser entspriechen. D'Clientë erliewen dacks laang Waardezäiten a steigend Testpräisser, a si vulnérabel fir bedeitende Stress, och wann eng grouss Ariichtung plötzlech zou ass. "Et gi manner wéi eng hallef Dutzend Beschleuniger LABS déi Ionestrahle vu genuch Ionvariatioun an Energie produzéiere kënnen fir SEE Testfuerderungen z'erreechen." Dëst beaflosst d'Disponibilitéit vun Tester fir zukünfteg Weltraummissiounen tëscht Raumfaartagenturen an Industrie (och Satelliten) z'ënnerstëtzen.

(B) Grouss Risiken

Haut hunn d'USA nëmmen 3 Prozent vun der globaler Hallefleitverpackungskapazitéit (ausser Testkapazitéit), haaptsächlech vun IDM Firmen zur Verfügung gestallt, déi dacks ATP Ariichtungen ausserhalb vun den USA hunn. Och wann dëst historesch e Low-Tech Bestanddeel vun der Versuergungskette war, ass et e kritesche Schrëtt. D'Vertraue vun Amerika op wesentlech ATP Produktioun a Südostasien, Taiwan a China stellt d'US Versuergungskette un Stéierungen aus.

(II) Citibank Diskussioun iwwer fortgeschratt Verpakung Technologie

(A) Basis Informatiounen

Wärend Basis ATP traditionell e Low-Wäert Komponent vun der Versuergungskette war, ginn Verpackungstechnologien ëmmer méi fortgeschratt. Zënter Joerzéngte huet d'Hallefuederindustrie mam Moore säi Gesetz amgaang, wat virausgesot datt d'Zuel vun den Transistoren op engem Halbleiter ongeféier all zwee Joer verduebelt. Haut ginn d'Kraaft- an d'Performancevirdeeler vu schrumpfen Chipgréissten bei all neie Prozessknuet erof, während d'Käschte pro Transistor eropgoen. Iwwerdeems Ofbau ass nach ëmmer eng Optioun, well d'Skaléierung méi deier a schwéier gëtt, sicht d'Halbleiterindustrie no Alternativen, déi kleng Chips an/oder verschidde integréiert Circuits an engem eenzege Package zesummesetzen. Dëst ass fortgeschratt Encapsulation genannt. Fortgeschratt Verpakung duerstellt eng alternativ an komplementar Technologie zu Linn Breet Reduktioun well et méi héich Chip Dicht op der Pak Etapp gëtt anstatt den Chip Niveau an erlaabt fir d'Integratioun vun verschidden Chip Funktiounen bannent engem eenzege Pak. Fortgeschratt Verpakung erlaabt och eng gréisser Notzung vu kommerziellen off-the-shelf (Verteidegung-guttgeheescht) Chips fir Léisungen ze personaliséieren.

Fortgeschratt Verpackungstypen enthalen Chipstacktechniken (besonnesch Memory Chips) an embedded Chips, Fan-Out, Wafer-Niveau Verpackung, a System-Niveau Verpackung (Kleng Chips oder Multiple Chips an engem eenzege Package montéieren). Eng Approche fir Logik Chips ass fir standardiséierter IP Funktiounen an verschidden, méi kleng Chips ze trennen, "Mikrochips" genannt, verbonne mat Standard Interfaces op engem eenzege Package. Kleng Chips funktionnéieren mat anere klenge Chips, sou datt Designs zesummen optimiséiert musse ginn a kënnen net isoléiert entworf ginn. D'Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) an d'Marine, souwéi Industriespiller (AMD, Marvell, an Intel), hunn eng Rei vu Projeten déi dës Approche exploréieren. Fortgeschratt Verpakung ass vum nationale Sécherheetswäert andeems se Funktioun, Sécherheet, Volumen an Ëmweltleeschtungen ofbriechen fir personaliséierbar Ausrüstung fir eenzegaarteg national Sécherheetsapplikatiounen ze bidden.

Fortgeschratt Verpakung huet 42.6% vum Gesamtwäert vun der Halbleiterverpackung am Joer 2019 ausgemaach a gëtt erwaart 2025 z'erreechen. Dëst géif e zesummegesate jährleche Wuesstumsquote (CAGR) vun 6.1% tëscht 2014 an 2025 duerstellen, mat méi fortgeschrattem Verpackungsakommes verduebelt vun $20 Milliarden am Joer 2014 op ongeféier $42 Milliarden am Joer 2025. Dëst ass bal dräimol de erwaarten Wuesstum vum traditionelle Verpackungsmaart. , mat engem projizéierten CAGR vun 2.2 Prozent tëscht 2014 an 2025.

D'Welt Top 10 fortgeschratt Verpackungsfirmen enthalen: zwee IDM Firmen (Intel vun den USA a Samsung Korea); TSMC ass och eng vun den Top 10 fortgeschratt Verpackungsfirmen op der Welt. Déi Top fënnef OSAT fortgeschratt Verpackungsfirmen op der Welt enthalen ASE (Taiwan), SPIL (Taiwan), Amkor (USA), Powertech Technology (Taiwan) a JCET (China). Zousätzlech ginn et zwou méi kleng OSAT Firmen, Nepes Display (Korea) an Chipbond (Taiwan). Déi 10 Firmen veraarbecht ongeféier Dräi Véierel vun fortgeschrattene verpackte Chips.

Fortgeschratt Verpakung an den USA gëtt haaptsächlech vun IDM Ubidder geliwwert, dorënner Intel, Texas Instruments, a Micron. GlobalFoundries ass eng US-baséiert Schmelz déi och fortgeschratt Verpackungsservicer ubitt. Zousätzlech bidden méi kleng Firmen, wéi Micross, Skywater a Qorvo, fortgeschratt Verpackungsservicer fir Nischverteidegung an industriell Bedierfnesser ze treffen.

Wéi uewen erwähnt, wärend China de Moment keng staark fortgeschratt Verpackungsfäegkeeten huet, entwéckelt et fortgeschratt Verpackungsfäegkeeten fir säi Mangel u moderner Hallefleitproduktioun ze kompenséieren

Wéi d'Kapazitéit an d'Nofro fir fortgeschratt Verpackungen wuessen, hunn d'Kommentaren als Äntwert op eng Federal Registration Notice of Investigation (NOI) op de Mangel u fortgeschratt Verpackungssubstrater (baséiert op gedréckte Circuitboard Technologie) a Schwachstelle vun der assoziéierter Versuergungskette an den USA gewisen. Staaten. Basis Material Fournisseur ass an Asien etabléiert. Grouss Substratfirmen enthalen: Ibiden (Japan), Nanya (Taiwan), Shinko (Japan), Samsung (Korea), Unimicron (Taiwan), Shennan Circuits (China), Zhuhai Yueya (China) an AKM Electronics Industrial (China).

Zousätzlech ass d'PCB-Fabrikatioun op China geplënnert, wat et e méi attraktive Maart fir Substrat-Liwweranten mécht. IPC / US Reliable Electronics Partnership (USPAE) schätzt datt d'USA 20 Joer hannert Asien an der Drécker Circuit Verwaltungsrot Fabrikatioun Technologie fir nächst Generatioun elektronesch Applikatiounen ass, D'USA hunn eemol méi wéi 30% vun der Welt gedréckte Circuit Verwaltungsrot Fabrikatioun; elo mécht et manner wéi 5% aus

(B) Grouss Risiken

China d'Investitioun an fortgeschratt Verpakung bedroht zukünfteg Mäert:

Wärend China feelt eng staark fortgeschratt Verpackungsfäegkeet, huet d'chinesesch Regierung staark an fortgeschratt Verpakung investéiert. Fortgeschratt Verpackung war den Technologiefokus vun der China Halbleiterindustrie fir déi lescht Joren, mam Staatsrot zielt fir fortgeschratt Verpackungen fir ongeféier 30 Prozent vun all Verpackungsakommes fir chinesesch Fournisseuren bis 2015 ze berechnen. De President sot, datt Chinesesch Firmen op fortgeschratt Verpakung fokusséiere solle fir hir Schwächt an der Reduktioun vun der Halbleiterlinnbreed ze iwwerwannen, wat kéint signaliséieren datt SMIC aggressiv an fortgeschratt Verpakung wäert bewegen. De Stephen Hiebert, Senior Direkter vum Marketing bei SEMICONDUCTOR Packaging KLA, huet am Joer 2021 gemellt datt "... Mir gesinn staark OSAT Investitiounen a China wéi fortgeschratt Verpackungskapazitéit eropgeet fir de China Front-End Fabs Projeten ze passen."

Net genuch Kapazitéit vu fortgeschrattem Verpackungsmaterial:

Fortgeschratt Verpackungssubstrater baséieren op gedréckte Circuit Board Technologie, déi meeschtens an Asien a meeschtens a China hiergestallt gëtt. Dëst stellt eng Erausfuerderung fir Firmen déi sichen an fortgeschratt Verpakung an den USA ze investéieren.

Verteidegungsbedürfnisser eleng sinn net genuch fir fortgeschratt Verpackungstechnologie an den USA ze halen:

Eng kleng Unzuel vun US Firmen bidden fortgeschratt Verpackungsléisungen fir Verteidegungsbedürfnisser, an dës Firmen hunn nëmmen e klenge Maartundeel. Wéi fortgeschratt Verpackungsfäegkeeten ausserhalb vun den USA wuessen, wäerte se geschwënn d'Verteidegungsbedürfnisser iwwerschreiden an d'Maartkräfte wäerte modernste Fäegkeeten iwwerséiesch unzéien. Schlussendlech dréit d'Quantitéit Innovatioun an operationell Léieren; Ouni kommerziell Volumen kënnen d'USA net mat der Technologie halen a punkto Qualitéit, Käschten oder Aarbecht.

(3) Resumé

Zesummegefaasst vertrauen d'USA op auslännesch Ressourcen konzentréiert an Asien fir Back-End ATP Kapazitéit, wat d'Versuergungskette Stéierungsrisiko an dësem Deel vun der Versuergungskette erstellt. Encapsulation gëtt méi fortgeschratt wéi d'Industrie no neie Weeër sicht fir d'Komplexitéit vu méi klengen a méi klenge Featuregréissten op de fortgeschrattsten oder klengsten Noden ze kompenséieren, méi niddereg Ausbezuelen, a reduzéiert marginale Rendement. Wärend d'USA a seng Partner fortgeschratt Verpackungsfäegkeeten hunn, huet déi schwéier Investitioun vu China an fortgeschratt Verpackungen de Potenzial fir de Maart an Zukunft ze stéieren. Zousätzlech feelen d'USA en Ökosystem fir fortgeschratt Verpackungstechnologien z'entwéckelen.

Verzichterklärung: Dësen Artikel gëtt aus dem "Här Wang's Restaurant Diskussioun" nei gedréckt, dësen Artikel stellt nëmmen d'perséinlech Meenung vum Auteur duer, duerstellt net d'Meenungen vum Sakwei an d'Industrie, nëmmen fir ze drécken an ze deelen, de Schutz vun den intellektuellen Eegentumsrechter z'ënnerstëtzen, d'Reprint ze maachen. gitt w.e.g. d'Originalquell an den Auteur un, wann et Verstouss ass, kontaktéiert eis w.e.g. fir ze läschen.