Nowe globalne programy współinwestycji w półprzewodniki

Aplikacje, które kiedyś były na ostrzu technologii, takie jak sztuczna inteligencja, obliczenia kwantowe i wysokowydajne, komunikacja bezprzewodowa i 5G oraz wirtualna i rozszerzona rzeczywistość, szybko stają się powszechne, napędzając wzrost zapotrzebowania na wysokowydajne, niskoenergetyczne chipy, których wymagają. 

Potrzeba nowych podejść, aby jednocześnie osiągnąć oszczędności energii i zyski wydajnościowe w celu wsparcia tych szybko rozwijających się, wymagających aplikacji, spowodowała wzrost zainteresowania i inwestycji w zaawansowane pakowanie na całym świecie.

Jak wyjaśnia BCG, zaawansowane pakowanie polega zasadniczo na umożliwieniu ciągłego zwiększania liczby tranzystorów poprzez zmniejszanie rozmiaru kontaktów elektrycznych i jest kluczowym segmentem przemysłu półprzewodnikowego. Zaawansowane pakowanie wieloukładowe to jeden z najważniejszych nowych koncepcji w projektowaniu i produkcji półprzewodników, integrujący wiele komponentów w jedną obudowę. To przełomowe podejście odbiega od tradycyjnego modelu jednego chipa na opakowanie, bezpośrednio adresując najbardziej krytyczne techniczne i komercyjne ograniczenia półprzewodników, poprawiając wydajność i czas wprowadzenia na rynek, jednocześnie redukując koszty produkcji i zużycie energii.

Zaawansowane technologie pakowania, takie jak pakowanie 2.5D i 3D, zapewniają większą elastyczność w projektowaniu i dostosowywaniu. Pozwala to producentom na tworzenie specjalistycznych rozwiązań dostosowanych do konkretnych aplikacji i potrzeb rynkowych. Umożliwia to również integrację różnych typów komponentów, takich jak logika, pamięć, sensory i moduły RF, w jedną paczkę, co umożliwia tworzenie bardziej złożonych i zdolnych systemów.

Podsumowując, zaawansowane pakowanie odgrywa kluczową rolę w rozwiązywaniu problemów związanych z wydajnością, rozmiarem, mocą, kosztami i integracją, z jakimi boryka się przemysł półprzewodnikowy, umożliwiając ciągłą innowację i postęp w technologii.

Dążenie do programów współinwestycji

Rekordowa frekwencja na 74. corocznym ECT, najważniejszym na świecie forum poświęconym postępom w pakowaniu mikroelektroniki oraz nauce i technologii komponentów, jest świadectwem znaczenia zaawansowanego pakowania na dzisiejszym rynku.
Rządy na całym świecie coraz częściej dążą do programów współinwestycji z branżą pakowania mikroelektroniki i półprzewodników, aby rozwijać i rozszerzać infrastrukturę w swoich jurysdykcjach.

Easy, Powerful, Modern

The world’s most trusted PCB design system.

Learn More

Podczas Konferencji Komponentów Elektronicznych i Technologii (ECTC) IEEE 2024, przedstawiciele z Kanady, Unii Europejskiej, Indii, Korei i Stanów Zjednoczonych podzielili się różnorodnymi celami, ramami, wyzwaniami i osiągnięciami swoich działań na rzecz rozwoju zaawansowanych technologii pakowania i infrastruktury.

Przemysław Gromala, współprzewodnicząc specjalnej sesji ECTC Badanie wpływu wspólnych inwestycji rządu i przemysłu na sektor zaawansowanej elektroniki w Ameryce Północnej, Azji i Europie wraz ze współprzewodniczącym Erikiem Jungiem, powiedział: „Rządy starają się znaleźć sposoby na budowanie własnych ekosystemów półprzewodnikowych, aby uzyskać dostęp do najnowocześniejszych technologii, zabezpieczyć swoje łańcuchy dostaw oraz otworzyć możliwości edukacyjne i zatrudnienia dla swoich populacji.”

Przemysław podkreślił również wpływ ustawy CHIPS and Science Act z 2022 roku Bidena, mówiąc: „Wprowadzenie w Stanach Zjednoczonych ustawy CHIPS and Science Act zainspirowało podobne programy w innych miejscach. Prelegenci naszej żywiołowej sesji specjalnej szczegółowo opisali swoje programy i wspólne inwestycje oraz omówili perspektywy globalnych współprac i partnerstw między narodowymi centrami półprzewodników i mikroelektronicznego pakowania a liderami branży. Przedstawili również mechanizmy wymiany wiedzy, wspólnych inicjatyw badawczych i wzajemnie korzystnych wyników,” powiedział.

Rozwijający się ekosystem CHIP

Globalny przemysł półprzewodnikowy jest złożony i nieustannie się zmienia. ECTC stanowiło okazję dla zaangażowanych uczestników globalnego przemysłu zaawansowanych opakowań do dzielenia się swoimi celami, różnorodnymi strategiami i planami wdrożenia.

Oto, co mieli do powiedzenia niektórzy z uczestników:

Kanada

Założone w 1984 roku jako organizacja non-profit w wyniku współpracy 69 uniwersytetów i kolegiów w całej Kanadzie, CMC Microsystems ułatwia połączenia między 10 000 uczestnikami akademickimi a 1 200 firmami, które wspólnie współpracują nad projektowaniem, budową i testowaniem zaawansowanych prototypów.

Podczas ECTC David Lynch, wiceprezes CMC ds. Technologii, przedstawił FABrIC, ambitny projekt przekraczający 200 milionów dolarów przez pięć lat. Inicjatywa ta, prowadzona przez CMC i 14 innych organizacji założycielskich, ma na celu przyspieszenie rozwoju kanadyjskich procesów produkcji mikrochipów, produktów i usług opartych na Internecie Rzeczy (IoT) oraz technologii kwantowych.

FABrIC wykorzysta istniejące w Kanadzie zalety w dziedzinie półprzewodników związkowych, systemów mikromechanicznych (MEMS), fotoniki i nadprzewodników jako punkt wyjścia do wzrostu, współpracując z ekspertami w tych dziedzinach w celu komercjalizacji produktów i dzielenia się zasobami własności intelektualnej (IP) w celu wspierania krajowego ekosystemu półprzewodników, w tym odpowiednich strategii pakowania.

Europa

Europejska Ustawa o Czipach, uchwalona w lipcu 2023 roku i finansowana przez Unię Europejską, państwa członkowskie oraz sektor prywatny, promowała znaczne inwestycje w zaawansowane fabryki w Europie, chociaż nie skupiała się specjalnie na pakowaniu. 

Na ECTC 2024, Elisabeth Steimetz, Dyrektor Biura Europejskiego Stowarzyszenia na rzecz Integracji Inteligentnych Systemów (EPoSS), przedstawiła przegląd trwających i potencjalnych inicjatyw w Europie. Wśród nich znajduje się postępująca inicjatywa Pack4EU zmierzająca do utworzenia paneuropejskiej sieci dla zaawansowanego pakowania i stworzenia mapy drogowej w celu zwiększenia możliwości pakowania na terenie Europy.

EPoSS, międzynarodowa organizacja non-profit rządzona prawem niemieckim, stoi na czele rozwoju i integracji inteligentnych i zrównoważonych technologii oraz rozwiązań dla inteligentnych systemów na rzecz zrównoważonego społeczeństwa. Zrzesza wiodące firmy przemysłowe i instytucje badawcze z ponad 20 państw członkowskich Europy, współpracując nad formułowaniem wizji i strategicznej agendy badawczej, aby koordynować ich wysiłki w tych obszarach.

Indie

Rao Tummala, doradca rządu Indii, podkreślił krajobraz przemysłu półprzewodników w Indiach i jego znaczący potencjał rozwoju. Zwrócił uwagę na dużą i rosnącą gospodarkę Indii, liczne możliwości współpracy między środowiskiem akademickim, przemysłem a rządem, wykwalifikowaną i wykształconą kadrę techniczną oraz potencjał do globalnej współpracy z ekspertami akademickimi z Indii i zagranicy. 

Tummala omówił również Misję Półprzewodnikową Indii (ISM), inicjatywę rządową mającą na celu wzmocnienie ekosystemu półprzewodników w Indiach, stwierdzając, że strategiczne skupienie Indii na badaniach i rozwoju koncentruje się na rozwijaniu zintegrowanych półprzewodników i pakowania systemów, aby obsłużyć duże, szybko rosnące rynki.

Korea

Akt o Czipach Korei, uchwalony w marcu 2023 roku, oferuje znaczące ulgi podatkowe i odliczenia dla inwestycji w krajowy przemysł półprzewodnikowy. Kwang-Seong Choi z Koreańskiego Instytutu Badań nad Elektroniką i Telekomunikacją przedstawił inicjatywę pakowania skoncentrowaną na segmentach technologicznych, w których południowokoreańskie firmy odnoszą sukcesy, w tym optymalizację pamięci o wysokiej przepustowości (HBM) opartej na pakiecie 2.5D, łączenie na 10-40 µm i hybrydowe łączenie.

Stany Zjednoczone

W USA ustawa CHIPS for America Act przyjęta w 2022 roku zatwierdziła 39 miliardów dolarów na przyciągnięcie znaczących inwestycji w obiekty, sprzęt i zdolności produkcyjne dla zaawansowanych technologii takich jak najnowocześniejsza logika i pamięć, a także zaawansowane pakowanie. Przydzielono również 11 miliardów dolarów na programy badawczo-rozwojowe mające na celu poprawę zdolności montażu, pakowania i testowania półprzewodników.

Jednym z takich programów jest Narodowy Program Zaawansowanego Pakowania, którego celem jest rozwijanie innowacji, aby osiągnąć przywództwo technologiczne USA w zaawansowanym pakowaniu dla przemysłu półprzewodnikowego. Na konferencji ECTC 2024, Eric Lin, dyrektor ds. Badań i Rozwoju Programu CHIPS for America, omówił te programy w kontekście międzynarodowego krajobrazu zaawansowanego pakowania. Nakreślił cele badawczo-rozwojowe USA i podkreślił szerokie zaangażowanie z międzynarodowymi partnerami w Azji, Europie i Amerykach w celu promowania strategicznych celów.

Jako dygresja, wiodący na świecie producent chipów o wysokiej przepustowości pamięci (HBM), SK Hynix, planuje zbudować pierwszą w Ameryce zaawansowaną fabrykę pakowania w Indianie za 3,9 mld dolarów.

„Jesteśmy podekscytowani, że jako pierwsi w branży budujemy w Stanach Zjednoczonych zaawansowane centrum pakowania produktów AI, które pomoże wzmocnić odporność łańcucha dostaw i rozwijać lokalny ekosystem półprzewodników,” powiedział dyrektor generalny SK Hynix, Kwak Noh-Jung.