il y aura une bataille en 2026 ? de nombreuses parties se disputent l'hégémonie des substrats en verre, et les géants de la fabrication de verre spécial accélèrent l'expansion du marché.
2024-10-01
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la loi de moore ralentit et les géants se démènent pour trouver de nouveaux moyens d'améliorer les performances des puces. avec de nombreux avantages uniques, la technologie des substrats de verre est en plein essor et devient une nouvelle star dans l’industrie des semi-conducteurs.
« celui qui réalisera le premier la commercialisation à grande échelle des substrats en verre changera la donne dans l'industrie des substrats. » cette phrase reflète la concurrence féroce dans le domaine des substrats en verre à l'ère de la pénurie de puissance de calcul. depuis intel qui a pris l'initiative d'entrer sur le marché, jusqu'à samsung, amd, lg et d'autres sociétés qui l'ont remarqué, le remplacement des substrats organiques par des substrats en verre est devenu un consensus dans l'industrie, et les principaux fabricants se précipitent pour être les premiers à se lancer.
"cela doit être une tendance." christian leirer, responsable des solutions avancées de verre d'emballage pour semi-conducteurs chez le géant du verre spécial schott ag, a déclaré dans une récente interview avec the paper et d'autres médias que schott, comme de nombreux participants dans le monde, est optimiste quant à l'avenir. rôle du verre dans l'avancée potentiel énorme dans le domaine de l'emballage des copeaux. « à l'avenir, les exigences en matière de vitesse de puissance de calcul deviendront de plus en plus élevées, et nous devrons maximiser les avantages en termes de performances du verre spécial. une fois que divers défis techniques auront été surmontés dans le cadre de nos capacités et que le rendement requis pour la production à grande échelle aura été amélioré, cette technologie sera proche de la production de masse. "production". il a souligné qu'en tant que produit technologique nouveau, l'application commerciale des substrats en verre est toujours confrontée à une série de défis pratiques et nécessite des efforts coordonnés de la part de la chaîne industrielle.
le substrat en verre, le nouveau favori du marché né pour « dépasser les limites »
le substrat de puce est principalement utilisé pour l'intégration au niveau du système au niveau de l'emballage avancé des puces et constitue une technologie clé dans le processus de post-emballage. depuis les leadframes dans les années 1970, la conception des substrats a connu de nombreuses itérations, les substrats en céramique remplaçant les cadres métalliques dans les années 1990 et les substrats organiques fabriqués à partir de matériaux de type pcb et de stratifiés de verre tissé au tournant du siècle. la mise à niveau continue des matériaux de substrat favorise l'amélioration continue des performances des puces.
les matériaux organiques sont les protagonistes des substrats d'emballage depuis plus de 20 ans, mais à mesure que le nombre de puces et de connexions dans un seul boîtier augmente, les substrats organiques approchent de leurs limites physiques.
la demande croissante de puissance de calcul plus puissante a donné naissance à de nouveaux changements technologiques. le verre spécial offre de nouvelles possibilités pour les puces de nouvelle génération grâce à son excellente résistance à la chaleur, ses propriétés diélectriques et ses divers coefficients de dilatation thermique (cte). après une vérification technique à long terme, les entreprises leaders du secteur ont choisi à l'unanimité le verre spécial comme l'un des nouveaux matériaux les plus prometteurs pour les substrats d'emballage de puces de nouvelle génération, et ont aménagé des lignes de production associées au cours des deux dernières années.
"l'application du verre spécial dans le domaine des panneaux porteurs de puces est relativement mature. en tant qu'application technique pour les substrats d'emballage avancés, les principaux fabricants ont commencé à prendre des dispositions globales." dans l'ère post-moore, les caractéristiques des puces sont de plus en plus petites, mais la puissance et la vitesse de traitement sont considérablement améliorées, créant de nouvelles exigences en matière de matériaux. "des entreprises telles que schott disposent à la fois des matériaux et des divers avantages de développement requis par l'industrie des semi-conducteurs, et le marché des substrats en verre a émergé."
les quelques acteurs majeurs du marché disposant des capacités susmentionnées ressentent déjà l’augmentation rapide de la nouvelle demande. chen wei a analysé que, par rapport aux substrats organiques existants, les substrats en verre peuvent obtenir un emballage plus petit et plus dense tout en réduisant les longueurs de connexion, réduisant ainsi la consommation d'énergie et la complexité des systèmes d'ia, de calcul haute performance (hpc) et des puces des centres de données, permettant ainsi une accélération plus rapide. , une informatique plus économe en énergie. les données de l'industrie montrent que les substrats en verre peuvent accélérer les puces jusqu'à 40 % et réduire la consommation d'énergie jusqu'à 50 %.
schott n'est pas étranger à l'industrie. dans les meilleures machines de photolithographie au monde, les tranches de silicium et les moules d'exposition doivent être positionnés avec précision pour créer des structures extrêmement fines dans les micropuces les plus performantes. les guides de lumière flexibles et autres produits schott sont des composants importants des principales machines de photolithographie au monde, garantissant la plus haute précision pendant le processus. étant donné que ces machines sont utilisées dans toutes les usines de puces et chez les idm (integrated device manufacturers) du monde entier, presque toutes les puces informatiques entrent en contact avec des matériaux en verre spéciaux de schott.
l’industrie prévoit que d’ici 2030, le verre deviendra l’un des matériaux clés pour l’emballage des chips. face à la prochaine génération de vague d'emballages avancés, schott a intégré en août de cette année ses ressources internes pour créer un nouveau département « semiconductor advanced packaging glass solutions » afin de fournir des solutions de matériaux spéciaux sur mesure pour l'industrie des semi-conducteurs. "nous avons déjà encouragé les unités commerciales existantes à servir l'industrie des semi-conducteurs. en raison de la demande croissante dans l'industrie, nous avons procédé à de nouveaux ajustements en interne", a déclaré le dr christian leirer.
les géants se disputent les substrats en verre, mais les défis de commercialisation subsistent
avec l’essor des emballages avancés, les substrats en verre sont devenus un champ de bataille important pour remodeler le paysage industriel et déterminer le succès ou l’échec futur.
depuis cette année, les discussions sur les substrats en verre sont restées brûlantes. les nouvelles selon lesquelles des entreprises leaders dans la conception, la production et l'emballage de puces utiliseront des substrats en verre pour remplacer les substrats organiques sont infinies, et les stocks de concepts associés ont déclenché plusieurs séries de vagues de limites quotidiennes. alors que la concurrence pour les puces ia hautes performances s’intensifie, des géants tels qu’intel, nvidia et amd devraient adopter des substrats en verre dès 2026.
en septembre 2023, intel a pris les devants en annonçant le lancement de substrats de verre d'emballage avancés, dont la production de masse est prévue de 2026 à 2030. intel a déclaré que ses travaux de recherche sur les substrats en verre remontent à dix ans et qu'elle a investi plus d'un milliard de dollars en arizona, aux états-unis, pour construire des lignes de production de r&d. cette décision aidera l'entreprise à atteindre l'objectif de 2030. un seul boîtier. l’objectif d’intégrer un billion de transistors.
en termes d'innovation technologique en matière d'emballage, intel a mené l'industrie dans la transition des emballages en céramique vers les emballages biologiques dans les années 1990, et a été le premier à proposer des emballages sans halogène et sans plomb.
samsung considère également les substrats en verre comme une solution révolutionnaire. en janvier de cette année, samsung a annoncé son entrée dans le domaine des substrats en verre semi-conducteurs au ces 2024 et a annoncé une feuille de route pour l'établissement d'une ligne pilote en 2024, des échantillons de production de masse en 2025 et une production de masse formelle en 2026. selon le plan, samsung electro-mechanics installera l'équipement requis sur la ligne pilote d'ici septembre de cette année et commencera à exploiter sa ligne de production pilote au quatrième trimestre, soit un trimestre plus tôt que prévu initialement.
sk hynix est impliquée dans ce domaine à travers sa filiale américaine absolics et prévoit de démarrer la production de masse début 2025, devenant ainsi l'une des premières entreprises à rejoindre le concours des substrats de verre.
il n'y a pas si longtemps, morgan stanley a mis à jour la situation de la chaîne d'approvisionnement de nvidia gb200, affirmant que la chaîne d'approvisionnement de nvidia gb200 dgx/mgx a été lancée et utilisera des substrats de verre pour un emballage avancé.
selon les statistiques de prismark, l'industrie mondiale des substrats pour emballages ic devrait atteindre 21,4 milliards de dollars américains en 2026. avec l'entrée des grands géants des puces, le remplacement des solutions existantes par des substrats en verre va s'accélérer. on s'attend à ce que le taux de pénétration des substrats en verre atteigne 30 % d'ici 3 ans, et le taux de pénétration atteindra plus de 50 % d'ici 5 ans. . the insight partners estime que la taille du marché mondial des substrats en verre devrait passer de 23 millions de dollars américains cette année à 4,2 milliards de dollars américains en 2034.
malgré les avantages potentiels significatifs, comme pour toute nouvelle technologie, le chemin vers la commercialisation des substrats en verre se heurte à une série de défis tels que le traitement, les tests de fabrication et le coût.
l'opinion de l'industrie estime que, même si le verre peut résister au gauchissement et possède de bonnes propriétés électriques, il présente des inconvénients majeurs, tels qu'être fragile et difficile à traiter, et qu'il reste encore un long chemin à parcourir pour atteindre un rendement de production de masse avant sa livraison effective. le coût d'investissement initial des entreprises est élevé. même si elles investissent massivement dans le développement technologique, si l'entreprise ne parvient pas à réaliser des bénéfices, cela deviendra un coût irrécupérable.
« dans le processus de commercialisation, il est crucial de déterminer comment les avantages du verre l'emportent sur les inconvénients. nous essaierons d'utiliser différentes méthodes pour résoudre des problèmes tels que la fragilité, l'ouverture de la métallisation, le rendement, etc. au fur et à mesure que le processus de développement progresse, la technologie de production du verre plus vous êtes professionnel et plus vous coopérez avec les clients, plus vous trouverez de solutions. » christian leirer estime qu'en tant que nouvelle technologie destinée aux applications haut de gamme, les substrats en verre nécessitent une interaction étroite avec la chaîne industrielle pour parvenir à un consensus sur les itinéraires techniques. et des produits, ce qui prend du temps. "dans les premiers stades du développement du marché, toutes les parties peuvent avoir des idées différentes sur la question des coûts. mais nous devons d'abord établir le marché, puis considérer le coût. à mesure que l'utilisation augmente, le coût continuera de diminuer."
chen wei a annoncé à the paper que schott lancerait ses solutions d'emballage de semi-conducteurs basées sur du verre spécial lors de la 7e china international import expo en novembre de cette année. "la force motrice du développement futur viendra en grande partie de la puissance de calcul, et un verre spécial peut aider l'industrie des puces à atteindre de nouveaux sommets."
le journaliste du paper yang yang
(cet article provient de the paper. pour plus d'informations originales, veuillez télécharger l'application « the paper »)
