Nouveaux programmes de co-investissement mondial dans les semi-conducteurs

Les applications autrefois à la pointe de la technologie, telles que l'intelligence artificielle, le calcul quantique et haute performance, les communications sans fil et 5G, ainsi que la réalité virtuelle et augmentée, deviennent rapidement grand public, entraînant une augmentation de la demande pour les puces haute performance et basse consommation dont elles ont besoin. 

Le besoin de nouvelles approches pour atteindre simultanément des économies d'énergie et des gains de performance afin de soutenir ces applications exigeantes et en rapide croissance a suscité un intérêt et des investissements accrus dans l'emballage avancé à travers le monde.

Comme BCG l'explique, l'emballage avancé permet essentiellement d'accueillir un nombre toujours croissant de transistors en réduisant la taille des contacts électriques et constitue un segment crucial de l'industrie des semi-conducteurs. L'emballage multicouche avancé est l'un des concepts les plus significatifs dans la conception et la fabrication de semi-conducteurs, intégrant plusieurs composants dans un seul et même emballage. Cette approche transformatrice se démarque du modèle traditionnel d'un seul circuit intégré par emballage, répondant directement aux contraintes techniques et commerciales les plus critiques des semi-conducteurs, améliorant la performance et le temps de mise sur le marché tout en réduisant les coûts de fabrication et la consommation d'énergie.

Les technologies d'emballage avancées, telles que les emballages 2.5D et 3D, offrent une plus grande flexibilité dans la conception et la personnalisation. Cela permet aux fabricants de créer des solutions spécialisées adaptées à des applications spécifiques et aux besoins du marché. Cela permet également l'intégration de différents types de composants, tels que la logique, la mémoire, les capteurs et les modules RF, dans un seul et même emballage, permettant la création de systèmes plus complexes et capables.

En bref, l'emballage avancé joue un rôle pivot dans la résolution des défis de performance, de taille, de puissance, de coût et d'intégration auxquels est confrontée l'industrie des semi-conducteurs, permettant une innovation et un progrès technologiques continus.

La quête de programmes de co-investissement

Les chiffres de fréquentation record de la 74e édition annuelle de l'ECT, le forum mondial leader pour les avancées dans l'emballage des microélectroniques et la science et la technologie des composants, témoignent de la pertinence de l'emballage avancé sur le marché actuel.
Dans le monde entier, les gouvernements poursuivent de plus en plus des programmes de co-investissement avec les industries de l'emballage des microélectroniques et des semi-conducteurs pour développer et étendre l'infrastructure au sein de leurs juridictions spécifiques.

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Lors de la Conférence 2024 sur les composants électroniques et la technologie (ECTC), des représentants du Canada, de l'Union européenne, de l'Inde, de la Corée et des États-Unis ont partagé les objectifs divers, les cadres, les défis et les réalisations de leurs efforts pour améliorer la technologie et l'infrastructure de l'emballage avancé.

En co-présidant la session spéciale de l'ECTC Explorer l'impact des co-investissements industrie-gouvernement pour le secteur de l'électronique avancée en Amérique du Nord, en Asie et en Europe avec le co-président Erik Jung, Przemyslaw Gromala a déclaré : « Les gouvernements s'efforcent de trouver des moyens de construire leurs propres écosystèmes de semi-conducteurs afin d'accéder aux technologies de pointe, de sécuriser leurs chaînes d'approvisionnement et d'ouvrir des opportunités éducatives et d'emploi pour leurs populations. »

Przemyslaw a également souligné l'influence de la loi CHIPS et Science de 2022 de Biden, « L'introduction de la loi CHIPS et Science aux États-Unis a inspiré des programmes similaires ailleurs. Les intervenants de notre session spéciale animée ont détaillé leurs programmes et co-investissements et ont également discuté des perspectives de collaborations et de partenariats mondiaux entre les centres nationaux de semi-conducteurs et de microélectronique et les leaders de l'industrie. Ils ont également décrit les mécanismes d'échange de connaissances, d'initiatives de recherche conjointe et de résultats mutuellement bénéfiques, » a-t-il dit.

L'écosystème CHIP en développement

L'industrie mondiale des semi-conducteurs est complexe et en constante évolution. L'ECTC a offert une opportunité pour les participants engagés dans l'industrie mondiale de l'emballage avancé de partager leurs objectifs, leurs stratégies variées et leurs plans de mise en œuvre.

Voici ce que certains de ces participants avaient à dire :

Canada

Établi en 1984 en tant qu'organisation à but non lucratif grâce à un effort collaboratif impliquant 69 universités et collèges à travers le Canada, CMC Microsystems facilite les connexions entre 10 000 participants académiques et 1 200 entreprises qui, ensemble, collaborent à la conception, à la construction et au test de prototypes avancés.

Lors de l'ECTC, David Lynch, vice-président de la Technologie chez CMC, a présenté FABrIC, un projet ambitieux dépassant 200 millions de dollars sur cinq ans. Cette initiative, dirigée par CMC et 14 autres organisations fondatrices, vise à accélérer le développement de processus de fabrication de micro-puces canadiens, de produits et services basés sur l'Internet des Objets (IoT) et de technologies quantiques.

FABrIC tirera parti des avantages existants du Canada dans les semi-conducteurs composés, les systèmes micro-mécaniques (MEMS), la photonique et les supraconducteurs comme point de départ pour la croissance, en collaborant avec des experts dans ces domaines pour commercialiser des produits et partager des ressources de Propriété Intellectuelle (PI) afin de favoriser un écosystème national de semi-conducteurs, incluant des stratégies d'emballage pertinentes.

Europe

La Loi européenne sur les puces, promulguée en juillet 2023 et financée par l'Union européenne, les États membres et le secteur privé, a favorisé d'importants investissements dans des fabs de pointe en Europe, bien qu'elle n'ait pas spécifiquement donné la priorité à l'emballage. 

Lors de l'ECTC 2024, Elisabeth Steimetz, directrice de bureau de l'Association européenne pour l'intégration des systèmes intelligents (EPoSS), a présenté un aperçu des initiatives en cours et potentielles en Europe. Parmi celles-ci figure l'initiative Pack4EU en cours, visant à établir un réseau européen transfrontalier pour l'emballage avancé et à créer une feuille de route pour améliorer les capacités d'emballage à travers l'Europe.

EPoSS, une organisation internationale à but non lucratif régie par le droit allemand, est à la pointe du développement et de l'intégration des technologies et solutions de systèmes intelligents et durables pour une société durable. Elle comprend des entreprises industrielles de premier plan et des institutions de recherche de plus de 20 États membres européens, collaborant pour formuler une vision et un agenda de recherche stratégique afin de coordonner leurs efforts dans ces domaines.

Inde

Rao Tummala, conseiller auprès du gouvernement de l'Inde, a mis en lumière le paysage de l'industrie des semi-conducteurs en Inde et son potentiel significatif de développement. Il a souligné la grande économie de l'Inde, en pleine croissance, de nombreuses opportunités de partenariat entre le monde académique, l'industrie et le gouvernement, une main-d'œuvre technique qualifiée et éduquée, et le potentiel de collaboration mondiale avec des experts académiques de l'Inde et de l'étranger. 

Tummala a également discuté de la Mission Semi-conducteurs de l'Inde (ISM), une initiative dirigée par le gouvernement pour renforcer l'écosystème des semi-conducteurs en Inde, affirmant que l'accent stratégique de R&D de l'Inde est mis sur le développement de semi-conducteurs intégrés et de systèmes d'encapsulation pour servir des marchés larges et en rapide croissance.

Corée

L'Acte sur les Puces de la Corée, promulgué en mars 2023, offre d'importantes réductions fiscales et déductions pour les investissements dans l'industrie des semi-conducteurs du pays. Kwang-Seong Choi, de l'Institut de recherche en électronique et télécommunications de Corée, a présenté une initiative d'encapsulation axée sur les segments technologiques où les entreprises sud-coréennes excellent, incluant l'optimisation de la mémoire à haute bande passante (HBM) basée sur le package 2.5D, le bonding de 10-40 µm, et le bonding hybride.

États-Unis

Aux États-Unis, la loi CHIPS pour l'Amérique adoptée en 2022 a autorisé 39 milliards de dollars pour attirer d'importants investissements dans les installations, l'équipement et la capacité de fabrication pour les technologies avancées telles que la logique et la mémoire de pointe, ainsi que l'emballage avancé. Elle a également alloué 11 milliards de dollars à des programmes de R&D visant à améliorer les capacités d'assemblage, d'emballage et de test des semi-conducteurs.

Un de ces programmes est le Programme National de Fabrication d'Emballage Avancé, qui vise à développer des innovations pour atteindre le leadership technologique des États-Unis dans l'emballage avancé pour l'industrie des semi-conducteurs. Lors de l'ECTC 2024, Eric Lin, directeur de la R&D du Programme de Recherche et Développement CHIPS pour l'Amérique, a discuté de ces programmes dans le contexte du paysage international pour l'emballage avancé. Il a défini les objectifs de R&D des États-Unis et souligné l'engagement étendu avec des partenaires internationaux en Asie, en Europe et dans les Amériques pour faire avancer les objectifs stratégiques.

À titre anecdotique, le premier producteur mondial de puces de mémoire à haute bande passante (HBM), SK Hynix, prévoit de construire la première usine d'emballage avancé en Amérique en Indiana pour 3,9 milliards de dollars.

"Nous sommes ravis de devenir les premiers dans l'industrie à construire une installation de pointe pour le conditionnement avancé de produits IA aux États-Unis, ce qui aidera à renforcer la résilience de la chaîne d'approvisionnement et à développer un écosystème local de semi-conducteurs," a déclaré Kwak Noh-Jung, directeur général de SK Hynix.