Novos Programas Globais de Co-Investimento em Semicondutores

Aplicações que outrora foram consideradas de ponta, como inteligência artificial, computação quântica e de alto desempenho, comunicações sem fio e 5G, e realidade virtual e aumentada, estão rapidamente se tornando mainstream, impulsionando um aumento na demanda por chips de alto desempenho e baixo consumo de energia que elas requerem. 

A necessidade de novas abordagens para alcançar simultaneamente economia de energia e ganhos de desempenho para suportar essas aplicações exigentes e em rápido crescimento tem estimulado um interesse e investimento aumentados em embalagens avançadas ao redor do mundo.

Como a BCG explica, a embalagem avançada essencialmente acomoda um número cada vez maior de transistores ao diminuir o tamanho dos contatos elétricos e é um segmento crucial da indústria de semicondutores. A embalagem avançada de múltiplos chips é um dos conceitos mais significativos em design e fabricação de semicondutores, integrando múltiplos componentes em um único pacote. Esta abordagem transformadora se afasta do modelo tradicional de um único chip por pacote, abordando diretamente as restrições técnicas e comerciais mais críticas dos semicondutores, melhorando o desempenho e o tempo de colocação no mercado, enquanto reduz os custos de fabricação e o consumo de energia.

Tecnologias avançadas de embalagem, como as embalagens 2.5D e 3D, proporcionam maior flexibilidade no design e na personalização. Isso permite que os fabricantes criem soluções especializadas adaptadas a aplicações específicas e às necessidades do mercado. Também possibilita a integração de diferentes tipos de componentes, como lógica, memória, sensores e módulos RF, em um único pacote, possibilitando a criação de sistemas mais complexos e capazes.

Em resumo, a embalagem avançada desempenha um papel fundamental ao abordar os desafios de desempenho, tamanho, potência, custo e integração enfrentados pela indústria de semicondutores, permitindo a continuação da inovação e do avanço tecnológico.

A Busca por Programas de Co-Investimento

Os números recordes de participação na 74ª edição anual da ECT, o fórum líder mundial para avanços em embalagem de microeletrônicos e ciência e tecnologia de componentes, são um testemunho da relevância da embalagem avançada no mercado atual.
Em todo o mundo, governos estão cada vez mais buscando programas de co-investimento com as indústrias de embalagem de microeletrônicos e semicondutores para desenvolver e expandir a infraestrutura dentro de suas jurisdições específicas.

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Durante a Conferência de Componentes Eletrônicos e Tecnologia IEEE de 2024 (ECTC), representantes do Canadá, União Europeia, Índia, Coreia e Estados Unidos compartilharam os objetivos diversos, estruturas, desafios e conquistas de seus esforços para aprimorar a tecnologia de embalagem avançada e infraestrutura.

Ao co-presidir a sessão especial da ECTC Explorando o Impacto dos Co-Investimentos Governo-Indústria para o Setor de Eletrônicos Avançados na América do Norte, Ásia e Europa juntamente com o co-presidente Erik Jung, Przemyslaw Gromala disse, “Os governos estão se esforçando para encontrar maneiras de construir seus próprios ecossistemas de semicondutores a fim de ganhar acesso às tecnologias de ponta, para garantir suas cadeias de suprimentos e para abrir oportunidades educacionais e de emprego para suas populações.”

Przemyslaw também destacou a influência do CHIPS and Science Act de 2022 de Biden, “A introdução do CHIPS and Science Act nos Estados Unidos tem inspirado programas semelhantes em outros lugares. Os palestrantes em nossa animada sessão especial detalharam seus programas e co-investimentos e também discutiram as perspectivas de colaborações e parcerias globais entre centros nacionais de semicondutores e embalagens microeletrônicas e líderes da indústria. Eles também delinearam mecanismos para troca de conhecimento, iniciativas de pesquisa conjunta e resultados mutuamente benéficos,” ele disse.

O Ecossistema CHIP em Desenvolvimento

A indústria global de semicondutores é complexa e está sempre em mudança. O ECTC ofereceu uma oportunidade para participantes engajados na indústria global de embalagens avançadas compartilharem seus objetivos, estratégias variadas e planos de implementação.

Aqui está o que alguns desses participantes tinham a dizer:

Canadá

Estabelecido em 1984 como uma organização sem fins lucrativos por meio de um esforço colaborativo envolvendo 69 universidades e faculdades em todo o Canadá, CMC Microsystems facilita conexões entre 10.000 participantes acadêmicos e 1.200 empresas que, juntos, colaboram no projeto, construção e teste de protótipos avançados.

Durante o ECTC, David Lynch, Vice-Presidente de Tecnologia da CMC, apresentou FABrIC, um projeto ambicioso que excede $200 milhões ao longo de cinco anos. Esta iniciativa, liderada pela CMC e outras 14 organizações fundadoras, visa acelerar o desenvolvimento de processos de fabricação de microchips feitos no Canadá, produtos e serviços baseados na Internet das Coisas (IoT) e tecnologias quânticas.

FABrIC aproveitará as vantagens existentes do Canadá em semicondutores compostos, sistemas micromecânicos (MEMS), fotônica e supercondutores como ponto de partida para o crescimento, colaborando com especialistas nessas áreas para comercializar produtos e compartilhar recursos de Propriedade Intelectual (IP) para fomentar um ecossistema nacional de semicondutores, incluindo estratégias de embalagem relevantes.

Europa

O European Chips Act, promulgado em julho de 2023 e financiado pela União Europeia, estados membros e o setor privado, promoveu investimentos substanciais em fábricas de ponta na Europa, embora não tenha priorizado especificamente o empacotamento. 

Na ECTC 2024, Elisabeth Steimetz, Diretora do Escritório da Associação Europeia de Integração de Sistemas Inteligentes (EPoSS), forneceu uma visão geral das iniciativas em andamento e potenciais na Europa. Entre estas está a iniciativa Pack4EU em progresso, visando estabelecer uma rede trans-europeia para empacotamento avançado e criar um roteiro para aprimorar as capacidades de empacotamento em toda a Europa.

A EPoSS, uma organização internacional sem fins lucrativos regida pela lei alemã, lidera o desenvolvimento e a integração de tecnologias e soluções inteligentes e sustentáveis para sistemas inteligentes por uma sociedade sustentável. Inclui empresas industriais líderes e instituições de pesquisa de mais de 20 Estados Membros Europeus, colaborando para formular uma visão e agenda de pesquisa estratégica para coordenar seus esforços nessas áreas.

Índia

Rao Tummala, Assessor do Governo da Índia, destacou a paisagem da indústria de semicondutores na Índia e seu significativo potencial para desenvolvimento. Ele enfatizou a grande e crescente economia da Índia, inúmeras oportunidades de parceria entre a academia, a indústria e o governo, uma força de trabalho técnica qualificada e educada, e o potencial para colaboração global com especialistas acadêmicos da Índia e do exterior. 

Tummala também discutiu a Missão Semicondutor da Índia (ISM), uma iniciativa liderada pelo governo para fortalecer o ecossistema de semicondutores da Índia, afirmando que o foco estratégico de P&D da Índia está no desenvolvimento de semicondutores integrados e embalagens de sistemas para atender mercados grandes e em rápido crescimento.

Coreia

A Lei de Chips da Coreia, promulgada em março de 2023, oferece substanciais incentivos fiscais e deduções para investimentos na indústria de semicondutores do país. Kwang-Seong Choi, do Instituto de Pesquisa em Eletrônica e Telecomunicações da Coreia, delineou uma iniciativa de embalagem focada em segmentos de tecnologia onde as empresas sul-coreanas se destacam, incluindo otimização de memória de alta largura de banda (HBM) baseada em pacote 2.5D, ligação de 10-40 µm e ligação híbrida.

Estados Unidos

Nos EUA, a Lei CHIPS para a América aprovada em 2022 autorizou US$ 39 bilhões para atrair investimentos significativos em instalações, equipamentos e capacidade de fabricação para tecnologias avançadas como lógica e memória de ponta, bem como embalagens avançadas. Também foram alocados US$ 11 bilhões para programas de P&D destinados a aprimorar a montagem, embalagem e capacidades de teste de semicondutores.

Um desses programas é o Programa Nacional de Fabricação de Embalagens Avançadas, que visa desenvolver inovações para alcançar a liderança tecnológica dos EUA em embalagens avançadas para a indústria de semicondutores. Na ECTC 2024, Eric Lin, Diretor de P&D do Programa de Pesquisa e Desenvolvimento CHIPS para a América, discutiu esses programas no contexto da paisagem internacional para embalagens avançadas. Ele delineou os objetivos de P&D dos EUA e destacou o extenso engajamento com parceiros internacionais na Ásia, Europa e Américas para avançar objetivos estratégicos.

Como uma nota à parte, o principal produtor mundial de chips de memória de alta largura de banda (HBM), SK Hynix, está prestes a construir a primeira planta de embalagens avançadas da América em Indiana por US$ 3,9 bilhões.

"Estamos entusiasmados em nos tornar os primeiros na indústria a construir uma instalação de embalagem avançada de última geração para produtos de IA nos Estados Unidos, que ajudará a fortalecer a resiliência da cadeia de suprimentos e a desenvolver um ecossistema local de semicondutores," disse o CEO da SK Hynix, Kwak Noh-Jung.