ci sarà una battaglia nel 2026? molte parti competono per l’egemonia dei substrati di vetro e i giganti della produzione di vetro speciale accelerano l’espansione del mercato
2024-10-01
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la legge di moore sta rallentando e i giganti si stanno affrettando a trovare nuovi modi per migliorare le prestazioni dei chip. con molti vantaggi unici, la tecnologia dei substrati di vetro sta crescendo e diventando una nuova stella nel settore dei semiconduttori.
“chiunque realizzerà per primo la commercializzazione su larga scala dei substrati di vetro sarà il nuovo punto di svolta nel settore dei substrati.” ciò che questa frase riflette è la forte concorrenza nel campo dei substrati di vetro nell’era della carenza di potenza di calcolo. da intel che ha preso l'iniziativa per entrare nel mercato, a samsung, amd, lg e altre aziende che se ne sono accorte, è diventato un consenso del settore sostituire i substrati organici con substrati di vetro, e i principali produttori si stanno affrettando ad essere i primi ad affrettarsi.
"questa deve essere una tendenza." christian leirer, responsabile delle soluzioni avanzate di vetro per imballaggi per semiconduttori presso il colosso del vetro speciale schott ag, ha dichiarato in una recente intervista con the paper e altri media che schott, come molti partecipanti in tutto il mondo, è ottimista riguardo al futuro. ruolo del vetro nelle applicazioni avanzate enorme potenziale nel campo del confezionamento dei chip. "in futuro, i requisiti di potenza di calcolo e velocità diventeranno sempre più elevati e dovremo massimizzare i vantaggi prestazionali del vetro speciale. una volta superate le varie sfide ingegneristiche nell'ambito delle nostre capacità e migliorata la resa richiesta per la produzione su larga scala, questa tecnologia sarà vicino alla produzione di massa."produzione." ha sottolineato che, essendo un prodotto di nuova tecnologia, l'applicazione commerciale dei substrati di vetro deve ancora affrontare una serie di sfide pratiche e richiede sforzi coordinati da parte della catena industriale.
substrato in vetro, il nuovo favorito del mercato nato per “superare i limiti”
il substrato dei chip viene utilizzato principalmente per l'integrazione a livello di sistema a livello di confezionamento avanzato dei chip ed è una tecnologia chiave nel processo post-confezionamento. a partire dai leadframe negli anni '70, la progettazione dei substrati ha attraversato molte iterazioni, con substrati ceramici che hanno sostituito i telai metallici negli anni '90 e substrati organici realizzati con materiali simili a pcb e laminati di vetro intrecciato intorno alla fine del secolo. il continuo miglioramento dei materiali del substrato promuove il miglioramento continuo delle prestazioni del chip.
i materiali organici sono i protagonisti dei substrati di imballaggio da più di 20 anni, ma con l’aumento del numero di chip e connessioni in un singolo pacchetto, i substrati organici si stanno avvicinando ai loro limiti fisici.
la crescente domanda di una potenza di calcolo più potente ha dato vita a nuovi cambiamenti tecnologici. il vetro speciale offre nuove possibilità per i chip di prossima generazione grazie alla sua eccellente resistenza al calore, proprietà dielettriche e vari coefficienti di espansione termica (cte). dopo una verifica tecnica a lungo termine, le aziende leader del settore hanno scelto all'unanimità il vetro speciale come uno dei nuovi materiali più promettenti per i substrati di imballaggio dei chip di prossima generazione e negli ultimi due anni hanno predisposto le relative linee di produzione.
"l'applicazione del vetro speciale nel campo dei pannelli portatrucioli è relativamente matura. come applicazione tecnica per substrati di imballaggio avanzati, i principali produttori hanno iniziato a prendere accordi globali", ha detto a the paper chen wei, direttore generale di schott group china nell'era post-moore, le caratteristiche dei chip le dimensioni stanno diventando sempre più piccole, ma la potenza e la velocità di elaborazione sono notevolmente migliorate, creando nuovi requisiti materiali. "aziende come schott dispongono sia dei materiali che dei vari vantaggi di sviluppo richiesti dall'industria dei semiconduttori, ed è emerso il mercato dei substrati di vetro."
i pochi principali attori del mercato con le capacità di cui sopra stanno già avvertendo il rapido aumento della nuova domanda. chen wei ha analizzato che, rispetto ai substrati organici esistenti, i substrati di vetro possono ottenere imballaggi più piccoli e più densi riducendo al tempo stesso le lunghezze di connessione, riducendo così il consumo energetico e la complessità dei sistemi di intelligenza artificiale, calcolo ad alte prestazioni (hpc) e chip dei data center, consentendo in definitiva una maggiore velocità , elaborazione più efficiente dal punto di vista energetico. i dati del settore mostrano che i substrati di vetro possono accelerare i trucioli fino al 40% e ridurre il consumo energetico fino al 50%.
schott non è estraneo al settore. nelle migliori macchine fotolitografiche del mondo, i wafer di silicio e gli stampi di esposizione devono essere posizionati con precisione per creare strutture estremamente fini nei migliori microchip. le guide luminose flessibili e gli altri prodotti schott sono componenti importanti nelle macchine fotolitografiche leader a livello mondiale e garantiscono la massima precisione durante il processo. poiché queste macchine vengono utilizzate in tutte le fabbriche di chip e negli idm (integrated device manufacturers) di tutto il mondo, quasi tutti i chip dei computer entrano in contatto con gli speciali materiali in vetro di schott.
l’industria prevede che entro il 2030 il vetro diventerà uno dei materiali chiave per l’imballaggio dei chip. di fronte alla prossima generazione di imballaggi avanzati, nell'agosto di quest'anno, schott ha integrato le risorse interne per creare un nuovo dipartimento "semiconductor advanced packaging glass solutions" per fornire soluzioni di materiali speciali su misura per l'industria dei semiconduttori. "in precedenza abbiamo promosso le unità aziendali esistenti per servire l'industria dei semiconduttori. a causa della crescente domanda nel settore, abbiamo apportato queste nuove modifiche internamente", ha affermato il dr. christian leirer.
i giganti competono per i substrati di vetro, ma esistono ancora sfide legate alla commercializzazione
con l’avvento degli imballaggi avanzati, i substrati di vetro sono diventati un importante campo di battaglia nel rimodellare il panorama industriale e nel determinare il successo o il fallimento futuri.
da quest’anno, le discussioni sui substrati di vetro hanno continuato ad essere accese. le notizie secondo cui le aziende leader nella progettazione, produzione e confezionamento di chip utilizzeranno substrati di vetro per sostituire i substrati organici sono infinite e i titoli di concept correlati hanno innescato molteplici cicli di ondate di limite giornaliero. con l’intensificarsi della concorrenza per i chip ai ad alte prestazioni, si prevede che giganti come intel, nvidia e amd adotteranno substrati di vetro già nel 2026.
nel settembre 2023, intel ha preso l’iniziativa di annunciare il lancio di substrati avanzati di vetro per imballaggi, con una produzione di massa pianificata dal 2026 al 2030. intel ha affermato che il suo lavoro di ricerca sui substrati di vetro risale a dieci anni fa e ha investito più di 1 miliardo di dollari in arizona, negli stati uniti, per costruire linee di produzione di ricerca e sviluppo. questa mossa aiuterà l'azienda a raggiungere l'obiettivo del 2030 un unico pacchetto. l'obiettivo di integrare un trilione di transistor.
in termini di innovazione tecnologica di imballaggio, negli anni '90 intel ha guidato il settore nella transizione dagli imballaggi in ceramica a quelli organici ed è stata la prima a realizzare imballaggi privi di alogeni e piombo.
samsung vede anche i substrati di vetro come una soluzione rivoluzionaria. nel gennaio di quest'anno, samsung ha annunciato il suo ingresso nel campo dei substrati di vetro semiconduttori al ces 2024 e ha annunciato una tabella di marcia per stabilire una linea pilota nel 2024, campioni di produzione di massa nel 2025 e produzione di massa formale nel 2026. secondo il piano, samsung electro-mechanics installerà le apparecchiature necessarie sulla linea pilota entro settembre di quest'anno e inizierà a far funzionare la sua linea di produzione pilota nel quarto trimestre, un quarto prima di quanto originariamente previsto.
sk hynix è coinvolta in questo campo attraverso la sua controllata statunitense absolics e prevede di avviare la produzione di massa all'inizio del 2025, diventando una delle prime aziende a partecipare alla competizione sui substrati di vetro.
non molto tempo fa, morgan stanley ha aggiornato la situazione della catena di fornitura di nvidia gb200, affermando che la catena di fornitura di nvidia gb200 dgx/mgx è stata lanciata e utilizzerà substrati di vetro per imballaggi avanzati.
secondo le statistiche di prismark, si prevede che l’industria globale dei substrati per l’imballaggio dei circuiti integrati raggiungerà i 21,4 miliardi di dollari nel 2026. con l’ingresso dei principali giganti dei chip, la sostituzione delle soluzioni esistenti con substrati di vetro subirà un’accelerazione. si prevede che il tasso di penetrazione dei substrati di vetro raggiungerà il 30% entro 3 anni e il tasso di penetrazione supererà il 50% entro 5 anni. . secondo insight partners si prevede che la dimensione del mercato globale dei substrati di vetro crescerà dai 23 milioni di dollari di quest’anno ai 4,2 miliardi di dollari nel 2034.
nonostante i significativi vantaggi potenziali, come per qualsiasi nuova tecnologia, la strada verso la commercializzazione dei substrati di vetro deve affrontare una serie di sfide quali la lavorazione, i test di produzione e i costi.
l’opinione del settore ritiene che, sebbene il vetro possa resistere alla deformazione e abbia buone proprietà elettriche, presenta notevoli difetti come essere fragile e difficile da lavorare, e c’è ancora molta strada da fare per ottenere una resa di produzione di massa prima della consegna effettiva. il costo di investimento iniziale delle imprese è elevato. anche se investono molto nello sviluppo tecnologico, se l’azienda non riesce a realizzare un profitto, diventerà un costo irrecuperabile.
"nel processo di commercializzazione, è fondamentale vedere come i vantaggi del vetro superino gli svantaggi. cercheremo di utilizzare diversi metodi per risolvere problemi come fragilità, metallizzazione di apertura, resa, ecc. man mano che il processo di sviluppo procede gradualmente, la tecnologia di produzione del vetro più sei professionale e più collabori con i clienti, più soluzioni troverai. christian leirer ritiene che, essendo una nuova tecnologia per applicazioni di fascia alta, i substrati di vetro richiedano una stretta interazione con la catena industriale per raggiungere il consenso sui percorsi tecnici. e prodotti, il che richiede tempo. "nelle prime fasi dello sviluppo del mercato, tutte le parti possono avere idee diverse sulla questione dei costi. ma dobbiamo prima stabilire il mercato e poi considerare il costo. man mano che l'utilizzo aumenta, il costo continuerà a diminuire."
chen wei ha annunciato a the paper che schott presenterà le sue soluzioni di imballaggio per semiconduttori basate su vetro speciale alla 7a china international import expo nel novembre di quest'anno. "la forza trainante per lo sviluppo futuro verrà in gran parte dalla potenza di calcolo, e il vetro speciale può aiutare l'industria dei chip a raggiungere nuovi traguardi."
il giornalista del giornale yang yang
(questo articolo è tratto da the paper. per informazioni più originali, scarica l'app “the paper”)
