uutiset

tekniikka, joka sai tsmc:n hikoilemaan, on vihdoin kypsynyt?

2024-09-05

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

ensimmäinen tsmc:n lanseeraama pakkaustuote on cowos (chip on wafer on substrate), joka sijoittaa logiikkasirut ja dram-muistin piivälityslevylle ja pakkaa ne sitten alustalle. zhang zhongmou sanoi, että tulevaisuudessa tsmc:n liiketoimintamallina on tarjota täydellinen palvelusarja ja toteuttaa koko sirun tuotanto ja valmistus.

vuonna 2016 nvidia lanseerasi ensimmäisen cowos-pakkauksen käyttävän grafiikkasirun. google alphago voitti sitten ke jien takana olevan tpu 2.0:n.

nykyään cowos:sta on tullut tekniikka, jota tekoälysirut eivät voi ohittaa, ja edistynyt pakkaus on myös tunkeutunut syvälle puolijohdeteollisuuteen ja siitä on tullut kuuma kenttä, joka on yhtä suosittu kuin edistyneet prosessit.

mutta foundry 2.0:n lanseeranneelle tsmc:lle cowos ei yksinään selvästikään riitä, varsinkin kun otetaan huomioon, että sen tuotantokapasiteetti on rajallinen eikä pysty edes vastaamaan nvidian tarpeisiin.sen on pikaisesti otettava käyttöön enemmän ja parempia pakkaustuotteita.

kun tarkastelemme koko edistyksellistä pakkausmarkkinoita, huomaamme, että viimeisen vuoden aikana kiihkeästi puhuttujen 2.5d- ja 3d-pakkausten lisäksi monet uudet teknologiat ovat tehneet cowos:sta suositun. nyt se on tuonut lavalle foplp- ja lasisubstraatit edistyneissä pakkauksissa.

tartu rantaan foplp

miksi fan-out panel-level-pakkauksista (foplp) on tullut valmistajien suosikki?

vuonna 2016 tsmc alkoi kehittää fowlp-teknologiaa (fan-out wafer-level pakkaus) nimeltään info (integrated fan-out pakkaus), jota käytettiin iphone 7 -sarjan matkapuhelimien a10-sirussa, mikä syrjäytti samsungin valimot applen tarjonnasta. , ja sitten pakkaus- ja testausteollisuus seurasi tsmc:n jalanjälkiä ja alkoi mainostaa fowlp-ratkaisua toivoen houkuttelevansa asiakkaita pienemmillä kustannuksilla.

muutaman vuoden jälkeen fowlp-pakkausratkaisu ei kuitenkaan ole saavuttanut suurta läpimurtoa päätesovellusten osalta, se on edelleen kypsät prosessituotteet, kuten pmic (power management ic), mikä tekee siitä vaikean päihittää. enemmän asiakkaita.

tällä kertaa foplp siirtyi kiekkotasolta paneelitasolle. sen etuna on alhainen yksikköhinta ja suurikokoinen pakkaus, ja se on myös herättänyt ai-sirujen valmistajien huomion.

suurin ero kiekkotason pakkauksen ja paneelitason pakkauksen välillä on se, että leikattujen lastujen kokoamisen sijaan kiekkolevylle edellinen kokoaa ne uudelleen suuremmalle paneelille. näin valmistajat voivat pakata suuria määriä lastuja, mikä vähentää pakkausprosessin kustannuksia. se parantaa myös pakkaustehokkuutta, koska neliömäiselle alustalle pakkaamalla käyttöpinta-ala voi olla jopa seitsemän kertaa pyöreän 12 tuuman kiekon käyttöpinta-ala, eli samalle yksikköalueelle voidaan sijoittaa enemmän lastuja.

kuvan lähde samsung

on syytä mainita, että nämä kehittyvät markkinat kasvavat erittäin nopeasti. yole groupin puolijohdepakkausten analyytikko gabriela pereira sanoi: ”katsotaan koko fan-out-pakkausmarkkinoita, fowlp on edelleen valtavirran kantajatyyppi, kun taas foplp:tä pidetään edelleen markkinarakoina tulojen suhteen, yole intelligence raportoi fan- out packaging 2023 》raportissa arvioidaan, että foplp-markkinoiden koko on noin 41 miljoonaa dollaria vuonna 2022, ja sen odotetaan kasvavan merkittävästi, 32,5 % vuodessa seuraavien viiden vuoden aikana ja kasvavan 221 miljoonaan dollariin vuoteen 2028 mennessä.

itse asiassa foplp:n käyttöönotto kasvaa nopeammin kuin yleiset fan-out-markkinat, ja sen markkinaosuus suhteessa fowlp:hen nousee 2 prosentista vuonna 2022 8 prosenttiin vuonna 2028. tämä tarkoittaa, että foplp:n odotetaan kasvavan tulevina vuosina, kun lisää paneelituotantolinjoja lanseerataan ja korkeammat tuotot johtavat parempaan kustannustehokkuuteen. "

viimeisin hyvä uutinen on, että nvidia aikoo käyttää paneelitason fan-out-pakkauksia (yleisesti tunnettu nimellä foplp) uusimpien blackwell-sirujen kanssa. nvidia:n cowos-pakkauskapasiteetti on tiukka ensi vuonna (2025 2026) alkaa käyttää foplp:tä alkuperäisen 2026 aikataulun sijaan. lisäksi amd on myös alkanut ottaa yhteyttä asiaankuuluviin yrityksiin valmistautuakseen käyttämään foplp:tä tulevissa ai-siruissa.

vastaavasti joukko taiwanilaisia ​​pakkaus- ja testausyrityksiä vauhdittaa foplp:n kehitystä.

taiwanin puolijohdepakkaus- ja testaustehtaista licheng investoi ensimmäisenä foplp-massatuotantolinjojen rakentamiseen. se aloitti maailman ensimmäisen foplp-tuotantolinjan rakentamisen zhuke no. 3 -tehtaalla vuonna 2016 ja aloitti virallisesti massatuotannon vuonna 2019. powerchengin toimitusjohtaja xie yongda sanoi, että powercheng on noin kaksi vuotta alaa edellä ja on optimistinen, että tulevaisuudessa tekoälysukupolvessa käytetään enemmän foplp-ratkaisuja heterogeenisissä pakkauksissa, joiden odotetaan kantavan hedelmää 26. ja 27 vuotta.

innoluxissa on käytössä 3,5 sukupolven tehdaslaitteisto, jolla ei ole mitään arvoa. innolux on investoinut foplp:n tutkimukseen ja kehittämiseen 8 vuotta. se ei saanut tukea vain elinkeinoministeriön a+-projektilta, vaan teki myös yhteistyötä teollisuuden tutkimuslaitoksen kanssa tämän vuoden neljänneksellä ja tuo tuloja ensi vuonna 1-2 prosenttiyksikköä.

tutkimusorganisaation trendforcen tekemän tutkimuksen mukaan foplp-pakkausteknologian käyttöönotossa on kolme päämallia: ensinnäkin pakkaus- ja testausvalimot muuttavat kuluttajien ic-pakkausmenetelmät perinteisestä pakkaamisesta foplp:ksi. toiseksi ammattimaiset kiekkovalimot sekä pakkaus- ja testausvalimot pakkaavat ai-grafiikkasuorittimia ja muuntavat 2.5d-pakkausmallin kiekkotasolta paneelitasolle. kolmanneksi paneelivalmistajat tähtäävät sovelluksiin, kuten virranhallintaan ja kuluttaja-ic:ihin.

ja suuret valmistajat liikkuvat myös erittäin nopeasti. tsmc:n puheenjohtaja wei zhejia selitti foplp-asettelun edistymistä ensimmäistä kertaa äskettäisessä lehdistötilaisuudessa.se on vielä lapsenkengissään, ja hän odottaa teknologian kypsyvän kolmessa vuodessa, jolloin tsmc:llä on massatuotantokyky.

välittömästi tämän jälkeen ase investment holdingsin lehdistötilaisuudessa operatiivinen johtaja wu tianyu kertoi, että ase on tutkinut paneelitason ratkaisuja yli viiden vuoden ajan alkaen 300 mm × 300 mm:stä ja laajentamalla 600 mm × 600 mm:iin tulevaisuudessa.

taiwanin ulkopuolella myös eteläkorealainen samsung edistää intensiivisesti foplp-pakkaustekniikkaa.

jo kahdeksan vuotta sitten samsung electro-mechanics kehitti foplp-teknologian galaxy watchille ja aloitti massatuotannon vuonna 2018. vuonna 2019 samsung electronics osti plp:n samsung electro-mechanicsilta 785 miljardilla vonilla (noin 581 miljoonalla us dollarilla). galaxy watch 6 -sirut käyttävät edelleen tätä tekniikkaa käyttämällä foplp:tä yhdistettynä pakettien pinoamistekniikkaan (pop) integroimaan cpu, pmic ja dram piirisarjaan.

kyung-hyun kyung, samsung electronicsin puolijohde (ds) -divisioonan entinen johtaja, selitti plp-teknologian tarpeen yhtiön yhtiökokouksessa tämän vuoden maaliskuussa. "tekoälysubstraattien koko on yleensä 600 mm x 600 mm tai 800 mm x 800 mm, mikä vaatii plp:n kaltaisia ​​teknologioita", hän sanoi ja lisäsi: "samsung electronics myös kehittää ja työskentelee asiakkaiden kanssa."

samsung tarjoaa tällä hetkellä foplp:tä sovelluksille, jotka vaativat vähän virtaa vaativan muistin integroinnin, kuten mobiili- ja puettavat laitteet, ja se aikoo myös laajentaa 2.5d-pakkausteknologiansa i-cube plp:ksi.

tsmc:hen ja samsungiin verrattuna intel vaikuttaa vähemmän innostuneelta foplp:stä. vaikka sillä on myös asiaankuuluvia teknisiä varauksia, se ei ole toistaiseksi tehnyt suuria liikkeitä foplp-kentässä.

on syytä mainita, että tsmc on täysien tilausten ansiosta alkanut laajentaa laajasti olemassa olevia pakkaustehtaita ja jopa ostaa pakkauslaitoksia muilta yrityksiltä korkein hinnoin vastatakseen asiakkaiden tarpeisiin.

tämän vuoden elokuussa tsmc ilmoitti ostaneensa innolux nanken 5,5-sukupolven paneelitehtaan (nanke fourth factory) ja oheistilat noin 528 miljoonalla dollarilla, ja kaupan on määrä valmistua marraskuussa. ilmoituksen mukaan tehtaan rakennusala vastaa noin 96 000 neliömetriä. osapuolet neuvottelevat nanke factory 4:n lisäksi myös kahden tehtaan ostamisesta seuraava kauppa voi olla innolux nanke factory 5.

tsmc:n julkaisemaan laitehankintalistaan ​​on sisällytetty ap 8:n numero, mikä tarkoittaa, että chiayin tehtaan ap 7:n kahden pakkaustehtaan rakentamisen jälkeen vanha innolux nanken tehdas on seuraava edistynyt pakkauspohja, ja suunnitelmat ensi vuodelle alkavat ensimmäisellä vuosineljänneksellä, ja aikataulusta riippuen se voidaan investoida aikaisemmin kuin uusi chiayi-tehdas tukemaan eniten puutteellista cowos-tuotantokapasiteettia toiselle myöhemmälle tehtaalle yhteistyössä tsmc:n kanssa foplp:ssä.

suurten valmistajien joukossa foplp:stä on tullut taistelukenttä, mutta ai-siruille tämä pakkaustekniikka ei yksin riitä.

lasialustan kilpailu

miksi foplp tarvitsee lasialustan?

foplp:lle on ominaista suurempien substraattien käyttö, mutta perinteiset muovisubstraatit ovat alttiita vääntymisongelmille, kun ic:t tulevat yhä suuremmiksi. koska monet pakkausvalmistajat alkavat käyttää suurikokoisia substraatteja, tämä ongelma on tulossa yhä näkyvämmäksi.

vääntymisen lisäksi muovisubstraatit (orgaaniset materiaalit) lähestyvät jatkuvasti mukautumisrajoja, erityisesti niiden karkeat pinnat, mikä voi vaikuttaa negatiivisesti ultrahienojen piirien luontaiseen suorituskykyyn astui puolijohdeteollisuuteen.

uutena ratkaisuna lasialustan pinta on tasaisempi kuin muovisubstraatilla ja samalla alueella aukkoja on paljon enemmän kuin orgaanisilla materiaaleilla. on raportoitu, että lasiytimen välinen etäisyys reikien läpi voi olla alle 100 mikronia, mikä voi suoraan lisätä sirujen välistä liitäntätiheyttä 10 kertaa. lisääntynyt yhteenliittämistiheys mahdollistaa suuremman määrän transistoreita, mikä mahdollistaa monimutkaisemman suunnittelun ja tehokkaamman tilankäytön;

samalla lasisubstraatti toimii paremmin lämpöominaisuuksien ja fysikaalisen stabiilisuuden kannalta, on lämmönkestävämpi, eikä se ole altis vääntymiselle tai muodonmuutokselle korkeiden lämpötilojen vuoksi. lisäksi lasiytimen ainutlaatuiset sähköiset ominaisuudet tekevät siitä sen dielektrinen häviö on pienempi, mikä mahdollistaa selkeämmän signaalin ja voimansiirron abf-muoviin verrattuna, ohentaminen voi myös parantaa signaalin siirtonopeutta ja tehokkuutta.

mutta lasisubstraatit eivät ole ilman haittoja. lasilevyt, jotka ovat tyypillisesti 100 µm tai vähemmän paksuja, ovat alttiita halkeilemaan tai särkymään paineen vuoksi kuljetuksen, käsittelyn ja valmistuksen aikana, mikä vaatii erikoislaitteita ja prosesseja tämän materiaalin käyttämiseen ja hallintaan.

lisäksi merkittävä este lasialustoille on yhtenäisten standardien puute lasisubstraatin koosta, paksuudesta ja ominaisuuksista. toisin kuin piikiekot, jotka noudattavat tarkkoja maailmanlaajuisia eritelmiä, lasisubstraateilta puuttuu tällä hetkellä yleisesti hyväksytyt mitat ja ominaisuudet. standardoidut viat vaikeuttavat ongelmia puolijohderakenteissa, joissa valmistajat voivat vaihtaa substraatteja ilman merkittäviä muutoksia prosessiin. yhteensopivuuskysymys liittyy läheisesti erilaisten lasisubstraattien välillä, mutta myös niiden tukemien alustojen ja puolijohdelaitteiden välillä. lasin ainutlaatuisten sähköisten ja lämpöominaisuuksien on oltava yhteensopivia puolijohdelaitteiden kanssa suorituskyky sovitetaan huolellisesti yhteen.

lasisubstraattien ominaisuudet saavat teollisuuden parveilemaan niitä, mutta niiden tuomat tekniset haasteet ovat lannistaneet monia pieniä ja keskisuuria yrityksiä. vain harvat jättiläiset ovat valmiita syömään rapuja ensimmäisenä.

kuvan lähde intel

syyskuussa 2023 intel ilmoitti lanseeraavansa yhden alan ensimmäisistä lasisubstraateista seuraavan sukupolven edistyneille pakkauksille, ja se on määrä tuoda markkinoille tämän vuosikymmenen toisella puoliskolla vuosina 2026–2030.

"kymmenen vuoden tutkimuksen jälkeen intel on saavuttanut alan johtavia kehittyneitä pakkauslasialustoja", sanoi babak sabi, intelin kokoonpano- ja testikehityksen johtaja. "odotamme innolla näiden huipputeknologian lanseerausta antaa meille mahdollisuuden avaintoimijoille ja valimoasiakkaille hyötyä tulevina vuosikymmeninä."

intel sijoitti 10 vuotta sitten miljardi dollaria arizonassa sijaitsevaan tehtaaseen perustaakseen lasisubstraattien t&k-linjan ja toimitusketjun. intelillä on pitkä historia seuraavan sukupolven pakkausten edistämisessä 1990-luvulla muutos pakkauksesta luomupakkauksiin, halogeeni- ja lyijytön pakkausten toteuttaminen sekä edistyneen sulautetun sirupakkausteknologian keksiminen.

samsung seurasi pian intelin jalanjälkiä ja liittyi kilpailuun. samsung electronics ehdotti tammikuussa 2024 järjestetyssä ces 2024 -tapahtumassa lasisubstraattikoetuotantolinjan perustamista tänä vuonna tavoitteenaan tuottaa koetuotteita vuonna 2025 ja saavuttaa massatuotanto vuonna 2026.

tämän vuoden maaliskuussa samsung electronics aloitti lasialustojen kehittämisen yhdessä suurten elektroniikan tytäryhtiöiden, kuten samsung electro-mechanicsin ja samsung displayn, kanssa samsung electro-mechanicsin odotetaan lisäävän omaa teknologiaansa puolijohteiden ja alustojen yhdistelmässä. edistää lasin käsityötaitoa. ymmärretään, että tämä on ensimmäinen kerta, kun samsung electronics on yhdessä tehnyt lasialustoja koskevaa tutkimusta elektroniikkakomponenttiyritysten, kuten samsung electro-mechanicsin ja samsung displayn, kanssa.

samsung ja intel eivät tietenkään ole ainoita seuraavan sukupolven substraattiteknologian parissa työskenteleviä yrityksiä.japanilainen valmistaja ibiden on myös liittynyt lasipohjaiseen suunnitteluun ja tuotekehitykseen. skc, sk groupin tytäryhtiö, on perustanut tytäryhtiön absoluxin kehittääkseen uusia massatuotantokykyjä. se on solminut kumppanuuksia amd:n ja lg innotekin kaltaisten yritysten kanssa myös lasi on jatkossa puolijohdepakkausalustojen päämateriaali, ja yhtiö harkitsee lasialustojen kehittämistä.

näiden valmistajien ulkopuolella eniten huomiota ansaitsee epäilemättä tsmc.

vaikka tsmc ei ole aiemmin maininnut lasialustojen teknologiaa, ottaen huomioon yrityksen keskittymisen pakkausalalla,on todennäköistä, että sillä on jo tarvittava vakuutustekninen varaus,mediatietojen mukaan alalla liikkuu huhuja, että tsmc on käynnistänyt uudelleen lasialustojen tutkimuksen ja kehityksen vastatakseen nvidian tuleviin foplp-tarpeisiin.

lisäksi taiwanin puolijohdelaitteiden valmistajat ovat tehneet järjestelyjä etukäteen. titanium on tehnyt yhteistyötä intelin kanssa useiden vuosien ajan, käynnistänyt ja koonnut asiaankuuluvat toimitusketjut perustaakseen lasisubstraattitoimittajien e-core system alliancen tilausten voittamiseksi. inteliltä ja tsmc:ltä.

pakkausteollisuudessa foplp ja lasialusta ovat kuin yhden rungon kaksi puolta foplp:n kysyntä jatkuu jos hinta nousee, lasialustojen massatuotanto kiihtyy edelleen.

kiekosta paneeliin

itse asiassa foplp, fowlp:stä johdettu teknologia, ei saanut alkuvaiheessa paljon huomiota. toisaalta sovellustuotteet ovat rajallisia. toisaalta tämä tekniikka testaa paitsi valmistajien pakkauskykyä. mutta myös prosessivalmiuksia. katso, foplp voidaan nähdä fowlp:n ja painetun piirilevyn prosessoinnin teknologiana, joka vaatii usein kahden eri toimialan valmistajien yhteistyötä haluttujen tulosten saavuttamiseksi.

tämä on myös syy siihen, miksi intel ja samsung voivat edistyä nopeimmin tällä alalla.edellinen on ollut yhdysvaltain puolijohdeteollisuuden johtaja useiden vuosien ajan ja hallitsee suurinta osaa yhdysvaltain puolijohteiden toimitusketjusta, kun taas jälkimmäinen on itsessään valtava ryhmä, joka osallistuu puolijohteiden tuotannon ja valmistuksen kaikkiin osa-alueisiin ja pystyy ratkaisemaan ongelmia nopeammin. .

ja ne ovat epäilemättä tuoneet lisää painetta tsmc:n pakkausliiketoimintaan foplp:n ja lasisubstraattien vähitellen kypsyessä, on vaikea taata, että nvidian ja amd:n kaltaiset valmistajat vaihtaisivat muihin pakkausvalmistajiin teknisistä syistä.

lisäksi foplp:n ja lasialustojen nousu antaa meille mahdollisuuden nähdä enemmän mahdollisuuksia paneelitason pakkaamiseen. koska molemmat tekniikat käyttävät samankokoisia paneelikokoja, ne täydentävät toisiaan sirutiheyden lisäämisessä, kustannusten vähentämisessä ja valmistustehokkuuden parantamisessa tuleva pakkausteollisuus kehittyy hyvin todennäköisesti tässä ulottuvuudessa.

kuka voi saada eniten tuottoa sen jälkeen, kun he määrittävät kehittyneiden pakkausten maiseman uudelleen?