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ウェハファブ容量 パッケージング容量 Octopart ウェハーファブの容量が増加する中、新しいパッケージング容量はどこにあるのか？ 半導体産業は大きな変化を経験しています。より高速で効率的な電子機器への需要が高まる中、企業は生産を増やして需要に応えようとしています。しかし、この成長を支える新しいパッケージング能力はどこから来るのか、という大きな疑問が浮上しています。先進的なパッケージング技術は、ウェハー生産を最終的な半導体製品に接続するために不可欠です。この開発が産業の未来を左右します。この記事では、インテル、TSMC、サムスンなどの主要プレイヤーに焦点を当て、先進的なパッケージングの現状と、今後の課題と機会について考察します。 ウェハー製造と先進パッケージングの拡大するフロンティア 半導体産業は、より小さく、より速く、より強力なチップを求める絶え間ない追求によって、急速な成長軌道にあります。ウェハー製造は、これらの要求に対応するために拡大しています。企業は新しいファブに数十億ドルを投資し、製造プロセスを進化させ、技術の限界を押し広げています。 近年、 TSMC（台湾セミコンダクターマニュファクチャリングカンパニー）や Samsungなどの大手企業が、製造能力の向上に大きな進歩を遂げています。TSMCは、最先端の5nmおよび3nmプロセスノードで先陣を切り、Samsungは3nm GAA（Gate-All-Around）技術で先頭に立っています。これらの革新は、次世代の高性能コンピューティング、AI、モバイルデバイスを可能にする上で重要です。 しかし、ウェハー製造が急速に拡大している一方で、半導体製造の重要な側面である先進パッケージングはしばしば注目されます。 半導体業界の大手であるIntelは、拡大するウェハー生産に対応するために、先進パッケージング技術への投資を強化しています。その主要プロジェクトの一つが、マレーシアのペナンに最先端のパッケージング施設を建設することです。 Intelの副社長であるRobin Martin氏は最近、この新しい施設がIntelの先進的な3Dパッケージングの主要センターになると共有しました。ペナン工場は、3D Foveros技術に焦点を当てた、Intelの2.5D/3Dパッケージング能力を強化する大規模な計画の一部です。 Intelは、3D Foverosの生産能力を大幅に増加させる計画で、2025年までに4倍にすることを目指しています。この能力の向上は、高性能コンピューティングやAIアプリケーションの需要が高まる中、Intelの進化する半導体製品の範囲をサポートします。 2年前、Intelはニューメキシコ州での先進パッケージング能力の拡張に35億ドルを投資すると発表し、そのプロジェクトは現在も進行中です。ペナンの施設は、この拡張を補完するもので、アメリカのオレゴン州やニューメキシコ州の他の主要サイトとともに機能します。 ウェハー製造と先進パッケージングについて理解する ウェハー製造とは何か？ ウェハー製造、またはウェハー・ファブは、半導体を作る上での重要な段階です。純粋なシリコン結晶を薄いウェハーにスライスして始まります。このプロセスには、絶縁のためのシリコン二酸化層の成長、回路パターンを定義するためのフォトレジストの適用と露光、シリコンのエッチング、電気特性を変更するためのドーピング、コンポーネント用の薄膜の堆積、接続用の金属層の追加が含まれます。製造後、ウェハーはテストされ、パッケージングの準備が整います。 先進パッケージングとは何か？ アドバンスドパッケージングは、半導体チップが製造された後にそれらを封入し接続するプロセスです。これにより、チップが最終製品で適切に機能することを保証します。2.5Dパッケージングは、高密度リンクを備えたベースレイヤー上に複数のチップを並べて配置し、通信を強化します。3Dパッケージングは、チップを垂直に積み重ね、よりコンパクトで効率的な設計を可能にします。ファンアウトパッケージングは、チップの接続ポイントをその端から延長し、信号管理を簡素化します。チップ・オン・ウェハー・オン・サブストレート（CoWoS）は、チップをウェハー上に取り付け、その後ベースレイヤーに取り付けることで、高速接続を実現します。埋め込みマルチダイインターコネクトブリッジ（EMIB）は、小さなブリッジを使用して単一のパッケージ内のチップを接続し、パフォーマンスを向上させ、遅延を減少させます。システム・イン・パッケージ（SiP）は、複数の機能とチップを1つのパッケージに組み合わせ、複雑なシステムをよりコンパクトで効率的にします。
マルチCADサポート マルチCADサポートは、エレクトロニクス設計チームにとってゲームチェンジャーになるでしょう Altium 365でCAD非依存のPCBビューアを使用することで、全く新しいワークフローを実装し、新しい顧客にアクセスし、才能の基盤を拡大できます。
電子部品 エンジニアリングの学生が必ず知っておくべき電子部品トップ10 電子機器の基本的なコンポーネントを理解することは、どのエンジニアにとっても重要です。初めてのプロジェクトを始める場合でも、スキルを磨く場合でも、これらのコンポーネントを知っていることが、効果的な回路を設計し、構築する能力を高めます。このガイドは、電子設計の旅を通じてよく遭遇する主要なコンポーネントを理解するのに役立ちます。また、 学生ラボのリソースを使用してプロジェクトを実現する方法についても説明します。— Mouser Electronicsのモジュールは、現在Altium Educationのカリキュラムの一部となっています。 これらは、すべての学生エンジニアが知っておくべき10の必須コンポーネントです： 1. 抵抗器 あらゆる回路の基盤であり、抵抗器は電流の流れを制御します。電流を制限することで、コンポーネントへの損傷を防ぎます。 機能： コンポーネントを保護し、信号レベルを制御するために電流の流れを制限します。 応用： 電圧分割器： 入力電圧を分割して特定の電圧出力を作り出します。 電流制限器： コンポーネントを損傷する可能性のある過剰な電流を防ぎます。 選択： Mouser Electronicsを通じて、固定抵抗器、可変抵抗器、精密抵抗器の幅広い選択肢を探索します。 プロのヒント
リショアリングと地域化サプライチェーン リショアリングと地域化：サプライチェーンのリスクとリードタイムを軽減する 今日の相互接続された世界では、多くの企業が製品の製造地を再考しています。過去数十年にわたり、低い労働コストを持つ国への生産のオフショアリングが一般的でした。しかし、製造業務を本国に近づける、いわゆる リショアリングや生産の地域化という動きが高まっています。このシフトは、サプライチェーンのリスクを減らし、リードタイムを短縮し、ビジネスをより回復力があり効率的にすることを目指しています。 リショアリングは、製造および生産を会社の本国に戻すことを意味します。例えば、以前は中国で製品を製造していたアメリカに拠点を置く会社が、生産を米国に戻す場合があります。 地域化は、遠く離れた国や地域ではなく、近隣の国や地域に製造を移転することを指します。例えば、ヨーロッパの会社がアジアから東ヨーロッパに生産を移す場合があります。これは時に「ニアショアリング」や「フレンドショアリング」と呼ばれることがあります。 企業がリショアリングと地域化を行う理由 グローバルな電子ブランドのために働くバイヤーとして、遠隔地での製造に伴う課題を直接経験してきました。ここでは、リショアリングと地域化がなぜこれほど重要になったのか、その主な理由をいくつか紹介します： リードタイム：バイヤーとして直面した最も重要な問題の一つが、遠隔地の国々から部品を調達する際の長いリードタイムです。配送遅延、税関での保留、その他の物流上の課題がリードタイムを延長させ、迅速に顧客の要求を満たすことを困難にします。リショアリングや地域化生産により、企業はこれらのリードタイムを大幅に短縮し、製品がより速く市場に出ることを保証できます。 品質管理：オフショア生産を扱う際に遭遇した別の課題は、高品質基準の維持です。コミュニケーションの障壁、文化的な違い、物理的な距離、異なるタイムゾーンが製造プロセスの監視を難しくします。生産を国内に近づけることで、企業は品質管理を改善し、最終製品が望ましい基準を満たすことを保証できます。 コストの考慮：オフショア生産は労働コストが低いという利点があるかもしれませんが、私が気づいたことは、送料、関税、国際規制への準拠などの他の費用がこれらの節約を相殺する可能性があるということです。さらに、低コスト労働力への依存は、自動化や技術の進歩によってますます問題視されており、リショアリングをより実行可能でコスト効果の高いオプションにしています。 規制の遵守：各国の規制や基準をナビゲートすることは、私が管理しなければならなかった複雑なタスクです。地元での製造は、地方の法律を遵守することを簡素化し、法的な問題のリスクを減らします。 市場の反応性：私の役割で、消費者の需要と市場のトレンドの変化に迅速に対応することがいかに重要かを見てきました。最終市場に近い場所で商品を生産することで、より大きな機動性とより速い反応時間を実現でき、これが大きな競争上の優位性となることがあります。 サプライチェーンのリスク：2021年のスエズ運河の封鎖は、グローバルサプライチェーンの脆弱性を露呈しました。エバーギブンのコンテナ船によるこの重要な航路の障害は、大量の船のバックログを引き起こし、世界中の商品の配送遅延を引き起こしました。この事件は、特定の輸送ルートに大きく依存するリスクと、単一の失敗点の可能性を浮き彫りにしました。輸送ルートとモードを多様化することで、企業はこれらのリスクをより良く管理し、運用の継続性を確保できます。 戦略的取り組み：「メイク・イン・インディア」のような取り組みは、生産の地域化に向けた世界的なシフトをさらに強調しています。バイヤーとして、これらのプログラムが企業に地元の製造への投資を促し、国内経済を支援するだけでなく、グローバルな供給チェーンへの依存を減らすことを奨励しているのを見てきました。 たとえば、「メイク・イン・インディア」イニシアチブは、企業がインドに生産施設を設立するよう促し、地域の製造業のハブとしての地位を確立しています。このシフトは、供給チェーンを地域化しようとする企業にとって、より速い納期、地元での雇用創出、地域内での市場アクセスの向上という、主要な利点を支援します。 リショアリングと地域化のメリット 私の経験から、リショアリングと生産の地域化のメリットは明らかです： 強化された柔軟性：企業は市場の変化や顧客の要求により迅速に対応できます。供給チェーンが短いと、ターンアラウンドタイムが速くなり、市場の変動に適応する能力が向上します。 改善された持続可能性：供給チェーンが短いことで、長距離輸送に関連する環境への影響が減少します。また、企業は供給業者をより密接に監視することで、より持続可能で倫理的な実践を確保することもできます。 ジョブ創出： リショアリングは母国での雇用を創出し、地元経済を後押しします。これにより消費者支出が増加し、より強固な国内市場が形成される可能性があります。
ADのWB Altium Designerにおけるワイヤーボンディング はじめに ワイヤーボンディング技術は年々進化しており、その使用例や応用分野も広がっています。デバイスがよりコンパクトでパワフルになるにつれて、設計者は複雑なインターコネクトを扱うための正確なツールが必要とされ、Altium Designerは、チップ・オン・ボード（COB）設計やキャビティ内のスタックダイ、その他の高性能アプリケーションでのワイヤーボンディングを効率化する機能を提供しています。この記事では、Altium Designerの高度なワイヤーボンディング機能と、それが信頼性をどのように保証するかについて探ります。 Altium Designerにおける高度なワイヤーボンディング技術 Altium Designerのワイヤーボンディングツールは、新しい機能の範囲を提供し、PCB設計に高度なボンディング技術を取り入れることを容易にしています。いくつかの注目すべき機能を見てみましょう： キャビティ内のスタックダイ用ワイヤーボンディング：ユーザーは、キャビティ構造内のスタックダイに必要な複雑なインターコネクトを簡単に扱うことができるようになりました。これは3D集積回路としても知られています。レイヤースタックマネージャーのリジッド＆フレックスアドバンスドモードを利用することで、ダイ構造とダイパッドを簡単に描画し、異なるスタックアップに配置して3D構造を作成することができます。Altium Designerの3Dビューでのワイヤーボンドの可視化機能により、設計者はワイヤーボンドのループ高さ、長さ、直径、およびパスが設計の電気的および機械的要件に最適化されていることを確認できます。これらの3Dビジュアライゼーションは、高度なコンピューティングおよびモバイルデバイスで使用されるスタックダイ構造の典型的な細ピッチおよび高ピン数を管理する際に重要です。 キャビティ内のスタックダイワイヤーボンディング（3D集積回路） ダイ間ワイヤーボンディング：Altium Designerのワイヤーボンディングツールは、ダイ間ワイヤーボンディングを可能にします。これは、寄生インダクタンスと信号干渉を最小限に抑えるために使用される技術です。複数のダイを中間のフィンガーパッドや銅の流れなしで直接ワイヤーボンドで接続することができ、ループ長を短縮し、高周波および高電力アプリケーションの性能を最適化します。 ダイ間ワイヤーボンディング ダイから銅プールへのワイヤーボンディング：多くのパワーエレクトロニクスや高電流アプリケーションでは、ダイを直接銅プールに接続することが、効果的な熱および電気性能を実現するために不可欠です。Altium Designerのワイヤーボンディングツールは、PCB上のダイと銅プールエリアとの間の正確なワイヤーボンディングを可能にすることでこれをサポートします。この方法は、熱の放散と電流処理能力が重要なパワーマネジメントモジュールなどの高電力設計に特に有用です。大きな銅プールに直接ボンドワイヤーを接続することを可能にすることで、設計者は電気および熱性能が最適化され、追加のインターコネクトやビアの必要性を減らすことができます。 銅プール上の複数のワイヤーボンド 同じダイパッドのための複数のワイヤーボンド：Altium Designerのワイヤーボンディングツールは、電流運搬能力を高め、インピーダンスを減少させるために、同じダイパッドからの複数のワイヤーボンドもサポートします。この技術は、ダイを通じてより高い電流が流れるパワーエレクトロニクスや高性能アプリケーションにおいて特に重要であり、電気負荷を分散させるために追加のワイヤーボンドが必要になります。複数のワイヤーボンドは、個々のワイヤーボンドにかかるストレスを減少させることで機械的信頼性も向上させ、高ストレス環境での熱および電気性能を強化します。 パッドの整列と向き：成功したワイヤーボンディングプロセスには、適切なパッドの整列と向きが不可欠です。Altium
WB 記事 1 ワイヤーボンディング：現代の応用、技術トレンド、およびコストに関する考慮事項 はじめに ワイヤーボンディングは、半導体ダイをパッケージリードフレームや回路基板に接続するための主要な方法として長らく支配的であり、特にチップ・オン・ボード（COB）技術では、ダイが直接PCB上に搭載される場合に多く用いられています。ワイヤーボンディングによるCOBは、その信頼性と大量生産におけるコスト効率の高さから、電卓や初期のデジタルデバイスなどの消費電子製品で人気を博しました。 時間が経つにつれて、ワイヤーボンディングCOBは、小型化と高性能化の要求に応えるために進化し、パワーLED、イメージセンサー、パワーエレクトロニクス、高性能コンピューティングなどのアプリケーションで重要な技術となりました。今日では、ワイヤーボンディングはマイクロエレクトロニクス業界における第一レベルの接続の75-80％を占め、コンパクトで高性能な設計において信頼性の高い接続を提供しています。 電子機器におけるワイヤーボンディングの現代的な応用 ワイヤーボンディングは、幅広い現代のアプリケーションで使用されており、柔軟性、信頼性、コスト効率を提供します。主な分野には以下のようなものがあります： 3D集積回路（IC）：3D ICでは、複数の半導体ダイが垂直に積み重ねられており、これらの層を接続するためにワイヤーボンディングが不可欠です。デバイスがよりコンパクトになるにつれて、高密度処理能力への需要が高まり、細かいピッチと高いピン数を管理するためにワイヤーボンディングが不可欠になっています。この技術は、高性能コンピューティング、先進的なモバイルデバイス、高密度デジタル電子機器にとって重要です。 ワイヤーボンドを使用した3D積層ダイ パワーエレクトロニクスとワイドバンドギャップ半導体：電気自動車や再生可能エネルギーシステムなどの高電力アプリケーションで使用されるシリコンカーバイド（SiC）や窒化ガリウム（GaN）などのワイドバンドギャップ半導体のパッケージングには、ワイヤーボンディングが不可欠です。これらの半導体は高電圧と高温で動作し、より高い電流負荷を処理し、効率的な電力管理を確保するために、しばしば太いゲージの銅ワイヤーボンディングが使用されます。 ワイヤーボンディングされたパワーモジュール（画像出典：Electronics Weekly, “Powering UP”, 2022年4月 光電子工学とイメージセンサー：イメージセンサーの解像度が高くなると、必要な接続数が劇的に増加し、細いワイヤーボンディングが不可欠になります。これらの高性能、高密度設計は、先進的な消費者向け電子機器、医療診断、セキュリティシステムにとって重要です。 CMOSイメージセンサーCOBとワイヤーボンド【画像出典：アルバータ大学、Sensors 2011に掲載】 チップ・オン・ボード（COB）LED： COB技術はLED設計で広く使用されており、より高いルーメン密度と改善された熱管理を提供します。ワイヤーボンディングにより、効率的な熱放散を持つコンパクトなLEDアレイが可能になり、自動車、産業、消費者向けアプリケーションでより明るく長持ちする照明ソリューションにつながります。 COB
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