¿habrá una batalla en 2026? muchas partes compiten por la hegemonía de los sustratos de vidrio y los gigantes de la fabricación de vidrio especial aceleran la expansión del mercado.
2024-10-01
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la ley de moore se está desacelerando y los gigantes se esfuerzan por encontrar nuevas formas de mejorar el rendimiento de los chips. con muchas ventajas únicas, la tecnología de sustratos de vidrio está aumentando y convirtiéndose en una nueva estrella en la industria de los semiconductores.
"quien se dé cuenta primero de la comercialización a gran escala de sustratos de vidrio será el nuevo revolucionario en la industria de los sustratos. lo que refleja esta frase es la feroz competencia en el campo de los sustratos de vidrio en una era de escasez de energía informática". desde que intel tomó la iniciativa para ingresar al mercado hasta samsung, amd, lg y otras compañías que lo notaron, se ha convertido en un consenso de la industria reemplazar los sustratos orgánicos con sustratos de vidrio, y los principales fabricantes se apresuran a ser los primeros en hacerlo.
"esto debe ser una tendencia". christian leirer, jefe de soluciones avanzadas de semiconductores para envases de vidrio del gigante del vidrio especial schott ag, afirmó en una entrevista reciente con the paper y otros medios que schott, como muchos participantes en todo el mundo, es optimista sobre la tendencia. papel del vidrio en el envasado de chips. enorme potencial. "en el futuro, los requisitos de velocidad de potencia informática serán cada vez mayores, y necesitamos maximizar las ventajas de rendimiento del vidrio especial. una vez que se superen varios desafíos de ingeniería dentro de nuestras capacidades y se mejore el rendimiento requerido para la producción a gran escala, esta tecnología estará cerca de la producción en masa ". enfatizó que, como producto de nueva tecnología, la aplicación comercial de sustratos de vidrio aún enfrenta una serie de desafíos prácticos y requiere esfuerzos coordinados por parte de la cadena industrial.
sustrato de vidrio, el nuevo favorito del mercado nacido para “romper los límites”
el sustrato de chip se utiliza principalmente para la integración a nivel de sistema en el nivel de empaquetado avanzado de chips y es una tecnología clave en el proceso posterior al empaquetado. comenzando con los marcos de plomo en la década de 1970, el diseño de sustratos ha pasado por muchas iteraciones, con sustratos cerámicos reemplazando a los marcos metálicos en la década de 1990 y sustratos orgánicos hechos de materiales similares a pcb y laminados de vidrio tejido alrededor del cambio de siglo. la mejora continua de los materiales del sustrato promueve la mejora continua del rendimiento del chip.
los materiales orgánicos han sido protagonistas de los sustratos de embalaje durante más de 20 años, pero a medida que aumenta el número de chips y conexiones en un solo paquete, los sustratos orgánicos se acercan a sus límites físicos.
la creciente demanda de potencias informáticas más potentes ha dado lugar a nuevos cambios tecnológicos. el vidrio especial ofrece nuevas posibilidades para los chips de próxima generación con su excelente resistencia al calor, propiedades dieléctricas y diversos coeficientes de expansión térmica (cte). después de una verificación técnica a largo plazo, las empresas líderes de la industria han elegido por unanimidad el vidrio especial como uno de los nuevos materiales más prometedores para los sustratos de embalaje de chips de próxima generación y han establecido líneas de producción relacionadas en los últimos dos años.
"la aplicación del vidrio especial en el campo de las placas portadoras de chips está relativamente madura. como aplicación técnica para sustratos de embalaje avanzados, los principales fabricantes han comenzado a hacer arreglos integrales", dijo a the paper chen wei, director general de schott group china. en la era posterior a moore, las características del chip son cada vez más pequeñas, pero la potencia y la velocidad de procesamiento han mejorado enormemente, lo que crea nuevos requisitos de material. "empresas como schott tienen los materiales y diversas ventajas de desarrollo que requiere la industria de los semiconductores, y ha surgido el mercado de sustratos de vidrio".
los pocos actores importantes del mercado con las capacidades mencionadas ya están sintiendo el rápido aumento de la nueva demanda. chen wei analizó que, en comparación con los sustratos orgánicos existentes, los sustratos de vidrio pueden lograr envases más pequeños y densos al tiempo que reducen las longitudes de conexión, reduciendo así el consumo de energía y los sistemas de ia, la computación de alto rendimiento (hpc) y la complejidad de los chips de los centros de datos, lo que en última instancia permite una mayor velocidad. , informática más eficiente energéticamente. los datos de la industria muestran que los sustratos de vidrio pueden acelerar los chips hasta en un 40% y reducir el consumo de energía hasta en un 50%.
schott no es ajeno a la industria. en las mejores máquinas de fotolitografía del mundo, las obleas de silicio y los moldes de exposición deben colocarse con precisión para crear estructuras extremadamente finas en los mejores microchips. las guías de luz flexibles y otros productos de schott son componentes importantes de las máquinas de fotolitografía líderes en el mundo y garantizan la máxima precisión durante el proceso. dado que estas máquinas se utilizan en todas las fábricas de chips e idm (integrated device manufacturers) de todo el mundo, casi todos los chips de ordenador entran en contacto con materiales de vidrio especiales de schott.
la industria predice que para 2030 el vidrio se convertirá en uno de los materiales clave para el envasado de chips. de cara a la próxima generación de envases avanzados, en agosto de este año, schott integró recursos internos para establecer un nuevo departamento "soluciones de vidrio para envases avanzados de semiconductores" para proporcionar soluciones de materiales especiales hechas a medida para la industria de semiconductores. "anteriormente hemos ampliado las unidades de negocio existentes para servir a la industria de los semiconductores. debido a la creciente demanda en la industria, hemos realizado estos nuevos ajustes internamente", afirmó el dr. christian leirer.
los gigantes compiten por los sustratos de vidrio, pero aún existen desafíos de comercialización
con el auge de los envases avanzados, los sustratos de vidrio se han convertido en un importante campo de batalla para remodelar el panorama industrial y determinar el éxito o el fracaso futuro.
desde este año, los debates sobre los sustratos de vidrio han seguido siendo acalorados. las noticias de que las empresas líderes en diseño, producción y embalaje de chips utilizarán sustratos de vidrio para reemplazar los sustratos orgánicos son infinitas, y las acciones conceptuales relacionadas han desencadenado múltiples rondas de olas límite diarias. a medida que se intensifica la competencia por los chips de ia de alto rendimiento, se espera que gigantes como intel, nvidia y amd adopten sustratos de vidrio a partir de 2026.
en septiembre de 2023, intel tomó la iniciativa al anunciar el lanzamiento de sustratos de vidrio para envases avanzados, con una producción en masa prevista entre 2026 y 2030. intel dijo que su trabajo de investigación sobre sustratos de vidrio se remonta a hace diez años y ha invertido más de mil millones de dólares en arizona, ee. uu., para construir líneas de producción de i+d. esta medida ayudará a la empresa a alcanzar el objetivo de 2030 en. un solo paquete. el objetivo de integrar un billón de transistores.
en términos de innovación en tecnología de envasado, intel lideró la industria en la transición de envases cerámicos a envases orgánicos en la década de 1990, y fue el primero en lograr envases sin halógenos ni plomo.
samsung también ve los sustratos de vidrio como una solución revolucionaria. en enero de este año, samsung anunció su entrada al campo de los sustratos de vidrio semiconductores en ces 2024 y anunció una hoja de ruta para establecer una línea piloto en 2024, muestras de producción en masa en 2025 y producción en masa formal en 2026. según el plan, samsung electro-mechanics instalará el equipo necesario en la línea piloto en septiembre de este año y comenzará a operar su línea de producción piloto en el cuarto trimestre, un trimestre antes de lo planeado originalmente.
sk hynix participa en este campo a través de su filial estadounidense absolics y planea iniciar la producción en masa a principios de 2025, convirtiéndose en una de las primeras empresas en unirse a la competencia de sustratos de vidrio.
no hace mucho, morgan stanley actualizó la situación de la cadena de suministro de nvidia gb200, diciendo que la cadena de suministro de nvidia gb200 dgx/mgx se ha lanzado y utilizará sustratos de vidrio para empaques avanzados.
según las estadísticas de prismark, se espera que la industria mundial de sustratos de embalaje de circuitos integrados alcance los 21.400 millones de dólares en 2026. con la entrada de los principales gigantes de los chips, se acelerará la sustitución de las soluciones existentes por sustratos de vidrio. se espera que la tasa de penetración de los sustratos de vidrio alcance el 30% en 3 años y la tasa de penetración alcance más del 50% en 5 años. . insight partners cree que se espera que el tamaño del mercado global de sustratos de vidrio crezca de 23 millones de dólares este año a 4.200 millones de dólares en 2034.
a pesar de las importantes ventajas potenciales, como ocurre con cualquier tecnología nueva, el camino hacia la comercialización de sustratos de vidrio enfrenta una serie de desafíos como el procesamiento, las pruebas de fabricación y el costo.
la opinión de la industria cree que, aunque el vidrio puede superar la deformación y tiene buenas propiedades eléctricas, tiene desventajas destacadas, como ser frágil y difícil de procesar, y todavía queda un largo camino por recorrer para lograr un rendimiento de producción en masa antes de la entrega real. el costo de inversión inicial de las empresas es alto, incluso si invierten mucho en desarrollo tecnológico, si el negocio no puede obtener ganancias, se convertirá en un costo irrecuperable.
"en el proceso de comercialización, es crucial saber cómo las ventajas del vidrio superan las desventajas. intentaremos utilizar diferentes métodos para resolver problemas como la fragilidad, la metalización abierta, el rendimiento, etc. a medida que avanza gradualmente el proceso de desarrollo, la tecnología de producción de vidrio cuanto más profesional sea y más coopere con los clientes, más soluciones encontrará”. christian leirer cree que, como nueva tecnología para aplicaciones de alta gama, los sustratos de vidrio requieren una estrecha interacción con la cadena industrial para llegar a un consenso sobre las rutas técnicas. y productos, lo que lleva tiempo. "en las primeras etapas del desarrollo del mercado, todas las partes pueden tener ideas diferentes sobre la cuestión de los costos. pero primero debemos establecer el mercado y luego considerar el costo. a medida que aumenta el uso, el costo seguirá disminuyendo".
chen wei informó a the paper que schott presentará sus soluciones de embalaje de semiconductores basadas en vidrio especial en la 7ª exposición internacional de importaciones de china en noviembre de este año. "la fuerza impulsora del desarrollo futuro vendrá en gran medida de la potencia informática, y el vidrio especial puede ayudar a la industria de los chips a alcanzar nuevas alturas".
el periodista del periódico yang yang.
(este artículo es de the paper. para obtener más información original, descargue la aplicación “the paper”)
