(Berikutan bahagian I: Reka bentuk litar bersepadu; Bahagian II: Pembuatan Litar Bersepadu)

V. ATP (Perhimpunan, Ujian, danPembungkusan) dan pembungkusan lanjutan

Kesimpulan asas mengenai pemasangan, ujian, pembungkusan dan pembungkusan lanjutan:

(1) Untuk ATP semikonduktor belakang berteknologi rendah yang agak rendah, Amerika Syarikat sangat bergantung pada sumber asing yang tertumpu di Asia.

(2) Apabila cip menjadi lebih kompleks, kaedah pembungkusan lanjutan mewakili kawasan yang berpotensi untuk kemajuan teknologi yang ketara. Walau bagaimanapun, AS juga bukan tempat yang kos efektif untuk membangunkan industri pembungkusan maju yang kukuh kerana ia tidak mempunyai ekosistem bahan yang diperlukan;

(3) Sebagai tindak balas, pelaburan besar China boleh mengganggu pasaran sedia ada.

(I) Anggaran asas Negara Bendera bagi pembungkusan dan ujian asas

(A) Maklumat asas

Pada peringkat ATP asas bahagian belakang, cip (teras) dipasang menjadi produk siap, yang diuji, dibungkus, dan dipasang menjadi elektronik. Terdapat dua mod untuk peringkat ATP: (1) OEM oleh IDM dan (2) OEM. Foundri ialah syarikat OSAT (Pemasangan dan Pengujian semikonduktor tulen) yang pakar dalam pengujian, pembungkusan, pemasangan atau pemasangan dan menyediakan perkhidmatan kontrak. Dari segi jumlah pasaran ATP, syarikat AS menyumbang 28% daripada jumlah hasil; Walaupun syarikat AS menyumbang kira-kira 43% daripada hasil ATP IDM bersepadu secara menegak, syarikat AS telah mengalih keluar pengeluaran ATP ke kemudahan di luar AS. Foundri seperti TSMC (Taiwan), UMC (Taiwan), SMIC (Tanah Besar China) dan XMC (Tanah Besar China) telah memasuki perniagaan pembungkusan untuk meningkatkan perkhidmatan pembuatan yang mereka tawarkan kepada pelanggan tanpa fabrikasi, terutamanya untuk pembungkusan cip kecil yang canggih. TSMC melancarkan penyelesaian pembungkusan canggih pertamanya pada tahun 2012. Pada tahun 2017, terdapat lebih daripada 100 OSATS berbeza di pasaran. Terdapat lapan OSATS besar; Kebanyakannya adalah pemain bersaiz kecil hingga sederhana.

Walaupun terdapat beberapa syarikat OSAT AS (terutamanya Amkor), syarikat AS menyumbang hanya 15% daripada perniagaan OSAT (Taiwan mendahului dengan 52%, diikuti oleh China dengan 21%), dan Amkor berpangkalan di AS tetapi tidak mempunyai pembuatan. kemudahan di AS.

ATP asas secara tradisinya merupakan perniagaan yang sangat automatik dan bernilai rendah, memerlukan jejak yang besar dan kebanyakannya menggaji pekerja berkemahiran rendah (ini berubah dengan pengenalan teknologi pembungkusan canggih yang dibincangkan di bawah). Oleh itu, operasi ini merupakan fasa pertama (bermula pada tahun 1970-an) penyumberan luar pengeluaran di Amerika Syarikat, yang kebanyakannya ke Asia Tenggara. Hari ini, kebanyakan kilang penyumberan luar ATP berada di China, Taiwan dan Asia Tenggara (Singapura, Malaysia, Filipina dan Vietnam). SEMI dan Techsearch mengenal pasti lebih daripada 120 syarikat penyumberan luar OSAT dan 360 kilang pembungkusan di seluruh dunia pada tahun 2018. Daripada 360 kilang, terdapat lebih daripada 100 di China, kira-kira 100 di Taiwan dan 43 di Asia Tenggara (yang lain berada di Eropah atau Amerika). Pengeluaran OSAT di China menggunakan teknologi pembungkusan arus perdana semasa, tetapi China sedang membangunkan teknologi pembungkusan canggih.

Dari segi ujian, teknologi semikonduktor mesti diperakui dan diuji sebelum ia boleh digunakan dalam julat suhu (julat lanjutan), rintangan sinaran dan persekitaran yang keras atas sebab keselamatan negara. Ini termasuk ujian kesan zarah tunggal (SEE) menggunakan infrastruktur ujian sinaran ion berat. Infrastruktur ujian sinaran ion berat sedia ada di Amerika Syarikat adalah rapuh dan tidak dapat memenuhi keperluan ujian SEE semasa atau masa hadapan. Pelanggan sering mengalami masa menunggu yang lama dan harga ujian yang meningkat, dan terdedah kepada tekanan yang ketara walaupun kemudahan utama tiba-tiba ditutup. "Terdapat kurang daripada setengah dozen LABS pemecut yang boleh menghasilkan rasuk ion pelbagai ion dan tenaga yang mencukupi untuk memenuhi keperluan ujian SEE." Ini menjejaskan ketersediaan ujian untuk menyokong misi angkasa lepas antara agensi angkasa lepas dan industri (termasuk satelit).

(B) Risiko utama

Hari ini, Amerika Syarikat hanya mempunyai 3 peratus daripada kapasiti pembungkusan semikonduktor global (tidak termasuk kapasiti ujian), terutamanya yang disediakan oleh syarikat IDM, yang sering mempunyai kemudahan ATP di luar Amerika Syarikat. Walaupun ini secara sejarahnya merupakan komponen berteknologi rendah dalam rantaian bekalan, ia merupakan langkah kritikal. Pergantungan Amerika terhadap pengeluaran ATP penting di Asia Tenggara, Taiwan dan China mendedahkan rantaian bekalan AS kepada gangguan.

(II) Perbincangan Citibank mengenai teknologi pembungkusan termaju

(A) Maklumat asas

Walaupun ATP asas secara tradisinya merupakan komponen rantaian bekalan yang bernilai rendah, teknologi pembungkusan menjadi semakin maju. Selama beberapa dekad, industri semikonduktor telah mengikuti Hukum Moore, yang meramalkan bahawa bilangan transistor pada semikonduktor berganda secara kasar setiap dua tahun. Hari ini, kuasa dan faedah prestasi mengecilkan saiz cip pada setiap nod proses baharu semakin berkurangan, manakala kos setiap transistor semakin meningkat. Walaupun pengecilan masih menjadi pilihan, kerana penskalaan menjadi lebih mahal dan sukar, industri semikonduktor sedang mencari alternatif yang melibatkan pemasangan cip kecil dan/atau berbilang litar bersepadu ke dalam satu pakej. Ini dipanggil enkapsulasi lanjutan. Pembungkusan lanjutan mewakili teknologi alternatif dan pelengkap kepada pengurangan lebar talian kerana ia memberikan ketumpatan cip yang lebih tinggi pada peringkat pakej berbanding tahap cip dan membolehkan penyepaduan fungsi cip yang berbeza dalam satu pakej. Pembungkusan lanjutan juga membolehkan penggunaan cip komersial-luar-rak (diluluskan pertahanan) yang lebih meluas untuk menyesuaikan penyelesaian.

Jenis pembungkusan lanjutan termasuk teknik penyusunan cip (terutamanya cip memori) dan cip terbenam, kipas keluar, pembungkusan peringkat wafer dan pembungkusan peringkat sistem (memasang cip kecil atau berbilang cip ke dalam satu pakej). Satu pendekatan kepada cip logik adalah untuk memisahkan fungsi IP piawai kepada cip yang berbeza dan lebih kecil, yang dipanggil "cip mikro," yang disambungkan melalui antara muka piawai pada satu pakej. Cip kecil berfungsi dengan cip kecil lain, jadi reka bentuk mesti dioptimumkan bersama dan tidak boleh direka bentuk secara berasingan. Agensi Projek Penyelidikan Lanjutan Pertahanan (DARPA) dan Tentera Laut, serta pemain industri (AMD, Marvell dan Intel), mempunyai beberapa projek yang meneroka pendekatan ini. Pembungkusan lanjutan mempunyai nilai keselamatan negara dengan memecahkan fungsi, keselamatan, isipadu dan prestasi alam sekitar untuk menyediakan peralatan yang boleh disesuaikan untuk aplikasi keselamatan negara yang unik.

Pembungkusan lanjutan menyumbang 42.6% daripada jumlah nilai pembungkusan semikonduktor pada 2019 dan dijangka mencapai 2025. Akan mencakupi hampir separuh daripada keseluruhan pasaran pembungkusan semikonduktor. Ini akan mewakili kadar pertumbuhan tahunan kompaun (CAGR) sebanyak 6.1% antara 2014 dan 2025, dengan hasil pembungkusan yang lebih maju meningkat dua kali ganda daripada $20 bilion pada 2014 kepada kira-kira $42 bilion pada 2025. Ini hampir tiga kali ganda jangkaan pertumbuhan pasaran pembungkusan tradisional , dengan unjuran CAGR sebanyak 2.2 peratus antara 2014 dan 2025.

10 syarikat pembungkusan canggih terbaik dunia termasuk: dua syarikat IDM (Intel dari Amerika Syarikat dan Samsung Korea); TSMC juga merupakan salah satu daripada 10 syarikat pembungkusan canggih terbaik dunia. Lima syarikat pembungkusan canggih OSAT terbaik di dunia termasuk ASE (Taiwan), SPIL (Taiwan), Amkor (AS), Powertech Technology (Taiwan) dan JCET (China). Di samping itu, terdapat dua syarikat OSAT yang lebih kecil, Nepes Display (Korea) dan Chipbond (Taiwan). 10 syarikat tersebut memproses kira-kira tiga perempat cip pakej canggih.

Pembungkusan canggih di Amerika Syarikat terutamanya disediakan oleh vendor IDM, termasuk Intel, Texas Instruments dan Micron. GlobalFoundries ialah sebuah syarikat faundri yang berpangkalan di AS yang turut menyediakan perkhidmatan pembungkusan canggih. Di samping itu, syarikat yang lebih kecil, seperti Micross, Skywater dan Qorvo, menawarkan perkhidmatan pembungkusan canggih untuk memenuhi keperluan pertahanan dan perindustrian khusus.

Seperti yang dinyatakan di atas, walaupun China pada masa ini tidak mempunyai keupayaan pembungkusan maju yang kukuh, ia sedang membangunkan keupayaan pembungkusan lanjutan untuk mengimbangi kekurangan pengeluaran semikonduktor yang canggih.

Apabila kapasiti dan permintaan untuk pembungkusan lanjutan berkembang, ulasan yang dikemukakan sebagai tindak balas kepada Notis Penyiasatan Pendaftaran Persekutuan (NOI) menunjukkan kekurangan substrat pembungkusan lanjutan (berdasarkan teknologi papan litar bercetak) dan kelemahan dalam rantaian bekalan yang berkaitan di United negeri. Pembekal bahan asas terletak di Asia. Syarikat substrat utama termasuk: Ibiden (Jepun), Nanya (Taiwan), Shinko (Jepun), Samsung (Korea), Unimicron (Taiwan), Litar Shennan (China), Zhuhai Yueya (China) dan AKM Electronics Industrial (China).

Di samping itu, pembuatan PCB telah berpindah ke China, menjadikannya pasaran yang lebih menarik untuk pembekal substrat. IPC/ US Reliable Electronics Partnership (USPAE) menganggarkan bahawa AS ketinggalan 20 tahun di belakang Asia dalam teknologi pembuatan papan litar percetakan untuk aplikasi elektronik generasi akan datang, AS pernah menyumbang lebih daripada 30% daripada pembuatan papan litar bercetak dunia; kini ia menyumbang kurang daripada 5%

(B) Risiko utama

Pelaburan China dalam pembungkusan termaju mengancam pasaran masa depan:

Walaupun China tidak mempunyai keupayaan pembungkusan maju yang kukuh, kerajaan China telah melabur banyak dalam pembungkusan lanjutan. Pembungkusan lanjutan telah menjadi tumpuan teknologi industri semikonduktor China sejak beberapa tahun kebelakangan ini, dengan Majlis Negeri menyasarkan pembungkusan termaju menyumbang kira-kira 30 peratus daripada semua hasil pembungkusan untuk pembekal China menjelang 2015. Pada Januari 2021, SMIC yang baru diupah. pengerusi berkata Syarikat China harus memberi tumpuan kepada pembungkusan lanjutan untuk mengatasi kelemahan mereka dalam mengurangkan lebar talian semikonduktor, yang boleh memberi isyarat bahawa SMIC akan bergerak secara agresif ke dalam pembungkusan lanjutan. Stephen Hiebert, Pengarah Kanan Pemasaran di SEMICONDUCTOR Packaging KLA, melaporkan pada 2018 bahawa "... Kami melihat pelaburan OSAT yang kukuh di China apabila kapasiti pembungkusan termaju meningkat untuk memadankan projek fabrik hadapan China."

Kapasiti bahan pembungkusan canggih yang tidak mencukupi:

Substrat pembungkusan lanjutan adalah berdasarkan teknologi papan litar bercetak, yang kebanyakannya dikeluarkan di Asia dan kebanyakannya di China. Ini menimbulkan cabaran bagi syarikat yang ingin melabur dalam pembungkusan termaju di Amerika Syarikat.

Keperluan pertahanan sahaja tidak mencukupi untuk mengekalkan teknologi pembungkusan canggih di AS:

Sebilangan kecil syarikat AS menyediakan penyelesaian pembungkusan canggih untuk keperluan pertahanan, dan syarikat-syarikat ini hanya mempunyai bahagian pasaran yang kecil. Apabila keupayaan pembungkusan canggih berkembang di luar AS, ia tidak lama lagi akan mengatasi keperluan pertahanan dan kuasa pasaran akan menarik keupayaan canggih di luar negara. Akhirnya, kuantiti memacu inovasi dan pembelajaran operasi; Tanpa jumlah komersial, AS tidak akan dapat bersaing dengan teknologi dari segi kualiti, kos atau tenaga kerja.

(3) Ringkasan

Ringkasnya, AS bergantung kepada sumber asing yang tertumpu di Asia untuk kapasiti ATP belakang, yang mewujudkan risiko gangguan rantaian bekalan di bahagian rantaian bekalan ini. Enkapsulasi menjadi lebih maju apabila industri mencari cara baharu untuk mengimbangi kerumitan saiz ciri yang lebih kecil dan lebih kecil pada nod yang paling maju atau terkecil, hasil yang lebih rendah dan pulangan marginal yang semakin berkurangan. Walaupun Amerika Syarikat dan rakan kongsinya mempunyai keupayaan pembungkusan yang maju, pelaburan besar China dalam pembungkusan termaju berpotensi untuk mengganggu pasaran pada masa hadapan. Di samping itu, AS tidak mempunyai ekosistem untuk membangunkan teknologi pembungkusan termaju.

Penafian: Artikel ini dicetak semula daripada "Mr. Wang's Restaurant talk", artikel ini hanya mewakili pandangan peribadi penulis, tidak mewakili pandangan Sakwei dan industri, hanya untuk mencetak semula dan berkongsi, menyokong perlindungan hak harta intelek, mencetak semula sila nyatakan sumber asal dan pengarang, jika terdapat pelanggaran, sila hubungi kami untuk memadam.