국가 첨단 패키징 제조 프로그램 개요

CHIPS 및 과학 법안은 상무부에 500억 달러를 할당하며, CHIPS R&D 내에서 국가 첨단 패키징 제조 프로그램(NAPMP)을 우선시합니다. 이 계획은 미국의 첨단 패키징 분야에서의 우위를 강화하고, 반도체 패키징에 필수적인 국내 제조 및 숙련된 노동력을 증진시키는 것을 목표로 합니다.

NAPMP는 미국의 CHIPS 임무에 있어 핵심적이며, 국내 연구, 도구 및 시설에 대한 접근을 용이하게 함으로써 중요한 반도체 기술의 배치를 가속화합니다. 이러한 강조는 NAPMP가 미국의 리더십과 반도체 혁신에서의 경쟁력을 발전시키는 데 있어 중추적인 역할을 하며, 글로벌 규모에서 기술적 우위를 유지하는 데 중요함을 강조합니다.

기본적으로, NAPMP는 반도체 패키지의 성능과 신뢰성을 향상시키고, 제조 공정을 개선하며, 비용을 줄이는 등 업계가 직면한 중요한 도전과제를 해결하고자 합니다. 최첨단 패키징 기술의 연구, 개발 및 배치를 촉진함으로써, 이 프로그램은 국가의 반도체 제조 능력을 강화하고 글로벌 시장에서의 리더십 위치를 유지하려고 합니다.

패키징의 중요성

패키징은 다양한 응용 분야에서 전자 부품의 신뢰성, 성능 및 기능을 보장하는 데 있어 중요한 역할을 합니다. 부품의 유형, 사용 목적, 환경 조건 및 비용 고려 사항 등에 따라 다양한 유형의 패키징이 사용됩니다.

기본적으로, 패키징은 여러 목적을 제공합니다:

보호. 패키징은 습기, 먼지 및 기계적 손상과 같은 환경적 요인으로부터 섬세한 전자 부품을 보호합니다. 이러한 보호는 부품의 신뢰성과 기능을 유지하는 데 필수적입니다.

전기 절연. 패키징 재료는 종종 단락이나 다른 부품과의 간섭을 방지하기 위해 전기 절연 특성을 갖추고 선택됩니다.

열 관리. 일부 패키징 디자인은 운영 중에 전자 부품이 생성하는 열을 분산시키는 기능을 포함합니다. 효과적인 열 관리는 과열을 방지하여 성능 저하나 부품 실패를 막는 데 중요합니다.

기계적 지지. 패키징은 전자 부품에 구조적 지지를 제공하여 진동 및 충격과 같은 기계적 스트레스를 견딜 수 있도록 돕습니다.

연결. 패키징에는 전자 부품을 다른 부품이나 더 큰 시스템에 연결하는 기능이 포함될 수 있으며, 이에는 핀, 리드, 또는 커넥터가 포함됩니다.

식별 및 라벨링. 포장에는 부품 번호, 제조업체 및 사양과 같은 구성 요소에 대한 정보를 제공하는 라벨, 표시 또는 코드가 종종 포함됩니다.

더 고급 수준에서, 고급 포장은 대부분의 고급 디지털 제품의 주요 가능자입니다. 이종 통합을 기반으로 하는 고급 포장 기술이 없다면, 고밀도 컴퓨팅을 가능하게 하는 프로세서, 클라우드 컴퓨팅 애플리케이션, 모바일 기기 및 매우 작은 풋프린트를 가진 고급 ASIC 및 SoC를 가질 수 없었을 것입니다. 예를 들어, Apple과 Samsung은 고급 포장 기술을 사용하여만 고신뢰성과 수율로 제작할 수 있는 구성 요소에 의존하고 있습니다.

스마트폰 프로세서부터 GPU에 이르기까지 더 고급 장치가 칩렛 기반 설계 및 조립 접근 방식을 취함에 따라 포장은 더 고급 구성 요소의 주요 동력이 계속 될 것입니다. 이러한 구성 요소에 대한 고급 포장 기술은 역사적으로 아시아에서만 가능했지만, NAPMP는 이러한 역학을 변경하려고 합니다.

국가 고급 포장 제조 프로그램 이해하기

전통적인 장치 포장 기술은 인공 지능, 사물 인터넷(IoT), 5G 및 기타 기술과 같은 신흥 애플리케이션의 요구를 충족하기에는 더 이상 충분하지 않습니다. 고급 포장 기술은 다양한 기능의 통합, 성능 향상 및 향상된 신뢰성을 가능하게 하며 현대 애플리케이션의 엄격한 요구 사항을 충족합니다.

NAPMP는 포장 기술의 최첨단을 발전시키기 위한 다양한 이니셔티브와 활동을 포괄합니다. 프로그램의 주요 목표 중 일부는 다음과 같습니다:

기술 개발. 새로운 재료, 공정 및 디자인의 개발을 포함한 연구 및 개발에 투자하여 산업 발전과 혁신을 주도합니다.

직원 교육. 고급 포장 솔루션의 채택을 지원할 수 있는 숙련된 인력을 양성하기 위한 교육 및 교육 프로그램을 제공합니다.

산업 협력. 산업 파트너, 학술 기관 및 정부 기관 간의 협력을 촉진하여 고급 포장 기술의 기술 이전 및 상용화를 가속화합니다.  

공급망 회복력. 외국 공급업체에 대한 의존성을 줄이고, 공급망 위험을 완화함으로써 소싱 옵션을 다양화하여 반도체 공급망의 회복력을 강화합니다.

경쟁력. NAPMP는 미국 반도체 산업의 경쟁력을 강화합니다. 혁신을 주도하고 비용을 줄이며 제품 성능을 향상시켜 미국 기업이 리더십 위치를 유지하고 신흥 시장에서 기회를 잡을 수 있도록 합니다.

공급망에 대한 함의

전략적 관점에서, NAPMP는 미국 반도체 산업의 회복력과 경쟁력을 강화하고, 외국 공급업체에 대한 의존성을 줄이며, 공급망 중단에 대비합니다. 협력과 혁신을 촉진함으로써 프로그램은 국가가 반도체 제조 분야의 글로벌 리더로서의 위치를 강화하고 경제 성장과 기술 발전을 주도합니다.

공급망 참여자에게 NAPMP는 다양한 혜택과 기회를 제공합니다. 고급 포장 기술에 투자함으로써 제조업체는 제품 성능을 향상시키고, 비용을 줄이며, 제공하는 제품의 신뢰성을 강화할 수 있습니다. 또한, 프로그램의 직원 개발에 대한 초점은 현대 포장 기술의 복잡성을 탐색할 수 있는 숙련된 전문가의 안정적인 공급을 보장합니다.

고려할 문제점

NAPMP의 강점은 명백하지만, 장기적으로 고려해야 할 몇 가지 문제가 있습니다. 

장기적인 헌신. NAPMP의 잠재적 약점 중 하나는 지속적인 장기적인 헌신과 자금 지원이 필요하다는 것입니다. 포장 기술에서 의미 있는 진보를 이루기 위해서는 연장된 기간 동안 지속적인 투자와 지원이 필요합니다. 자금 지원 수준이나 정치적 지지를 유지하지 못하면 프로그램의 효과가 약화되고 진전이 저해될 수 있습니다.

기술 이전의 도전. 기술 이전과 상용화를 촉진하기 위한 노력에도 불구하고, 이 과정은 여전히 도전적이고 시간이 많이 소요될 수 있습니다. 연구와 상용화 사이의 격차를 메우기 위해서는 학계, 산업계, 정부 간의 효과적인 협력이 필요합니다.

글로벌 경쟁. 반도체 산업은 매우 경쟁적이며, 아시아와 유럽의 주요 플레이어들이 포장 기술과 제조 능력에 대한 투자를 대폭 확대하고 있습니다. NAPMP는 미국 산업의 경쟁력을 강화하려는 목표를 가지고 있지만, 치열한 글로벌 경쟁과 빠르게 변화하는 시장 역학에 대처해야 합니다.

규제 및 정책 제약. 규제 및 정책 제약은 고급 포장 기술의 구현에 도전을 제기할 수 있습니다. 지적 재산권, 수출 통제, 환경 규제와 같은 문제들은 혁신적인 포장 솔루션의 개발과 채택에 영향을 미칠 수 있으며, 신중한 탐색과 준수가 필요합니다.

채택 장벽.  고급 포장 기술의 잠재적 이점에도 불구하고, 특히 제한된 자원과 전문 지식을 가진 소규모 회사들 사이에서 채택 장벽이 존재할 수 있습니다. 이러한 장벽을 극복하기 위해서는 대상 지원, 홍보 노력, 그리고 고급 포장 솔루션의 보다 넓은 채택을 장려하기 위한 인센티브가 필요합니다.

국가 고급 포장 제조 프로그램은 그 영향력을 극대화하고 반도체 산업의 지속적인 성장과 혁신에 기여할 수 있습니다. 이 프로그램은 포장 기술을 발전시키고 미국 반도체 산업의 경쟁력을 강화하는 데 있어 중요한 약속을 가지고 있지만, 동시에 도전과 한계에 직면하고 있습니다.