في عام ١٩٥٨، نجح جاك إس. كيلبي، الذي كان يعمل في شركة تكساس إنسترومنتس (TI)، في تطوير أول دارة متكاملة في العالم، وذلك بربط عدة ترانزستورات ومقاومات ومكثفات باستخدام ركيزة من الجرمانيوم (Ge). لاحقًا، اخترع روبرت نويس الدارة المتكاملة القائمة على السيليكون (Si). معظم تطبيقات أشباه الموصلات اليوم هي دوائر متكاملة قائمة على السيليكون (ما يُعرف بأشباه موصلات الجيل الأول). أصبحت الرقائق بمثابة "النفط" في الصناعة الحديثة.

عندما بدأت صناعة الرقائق الإلكترونية، كانت جميعها تعتمد على نموذج تصنيع الأجهزة المتكاملة (IDM). قامت كل من شركتي إنتل وتكساس إنسترومنتس بتصميم وتصنيع الرقائق، مما جعل من الصعب على الشركات الصغيرة الانخراط في هذه الصناعة.

أسس تشانغ تشونغمو، القادم من شركة تكساس إنسترومنتس، شركة TSMC المتخصصة في تصنيع رقائق أشباه الموصلات عام 1987، وقد أدى فصل عمليات التصنيع إلى إرساء عصر جديد في هذا المجال. تُقسم صناعة الرقائق إلى ثلاث مراحل: التصميم، وتصنيع الرقائق، والتغليف والاختبار. تستطيع شركات التصميم (التي لا تمتلك مصانع تصنيع) الاستعانة بمصادر خارجية لتصنيع الرقائق والتغليف والاختبار، والتركيز بدلاً من ذلك على التصميم والمبيعات والخدمات.

أنا داي هوي، خبير تقني مخضرم، لطالما رغبت في مشاركة حادثة من الماضي، واليوم أتيحت لي الفرصة أخيرًا. في عام ١٩٩٣، اصطحبنا الأستاذ وانغ شيانغفو في رحلة تدريبية إلى ووشي، حيث كنا نقوم بلحام لوحات الدوائر يدويًا على خط التجميع. كل صباح ومساء، كنت أرى مجمعًا محاطًا بسور عالٍ وحراسة مشددة، يحمل لافتة كبيرة مكتوب عليها حرفان كبيران: هواجينغ. في ذلك الوقت، كنت أتساءل عن الغرض من هذا المجمع. في ذلك الوقت، كان خط إنتاج رقائق ٣ ميكرومتر بحجم ٥ بوصات التابع لمشروع ٩٠٨ قيد الإنشاء بكامل طاقته.

شهدت صناعة تجميع واختبار أشباه الموصلات الخارجية في تايوان (OSAT) نمواً سريعاً. وقد تأسست كل من شركتي ASE وSilicon Products في عام 1984.

ظهرت شركات تصميم رقائق إلكترونية لا حصر لها تعتمد على رأسمال منخفض، مثل شركتي كوالكوم وإنفيديا الشهيرتين، كما حققت الصين تقدماً ملحوظاً في مجال تصميم الرقائق الإلكترونية. ففي عام ١٩٩١، قام ني غوانغنان من شركة لينوفو بتصنيع الرقائق، وكذلك فعل شو وينوي من شركة هواوي (التي كانت تُصنّعها شركة تكساس إنسترومنتس). تأسست شركة غووي عام ١٩٩٣، وأصبحت فيما بعد أكاديمية هوانغبو العسكرية لصناعة الرقائق في شنتشن. ويوجد حالياً آلاف من شركات تصميم الرقائق في الصين (بل يُقدّر البعض عددها بعشرات الآلاف).

بالطبع، لطالما وُجد نموذج IDM الذي يعتمد بشكل كبير على الأصول، ولكل نموذج مزاياه. تُعدّ AMD مثالًا ناجحًا على التحوّل من نموذج IDM إلى نموذج FABLESS، بينما التزمت INTEL دائمًا بنموذج IDM وقامت مؤخرًا بالترقية إلى نموذج IDM2.0، مستثمرةً بكثافة في التغليف المتقدم وعائدةً إلى سوق تصنيع الرقائق.

تُعتبر عملية الاختبار التجريبي المغلق سرية وغير معروفة للعامة. في الواقع، يمكن أن تتم عمليات التغليف والاختبار بشكل مستقل، سواء في مصنع واحد أو في مصانع مختلفة. وتعتمد هذه العملية نموذج أعمال "التصنيع باستخدام مواد مُورَّدة"، وتأتي الطلبات من شركات تصميم أشباه الموصلات.

تعتمد عملية التغليف التقليدية على مستوى الرقاقة على تغليف الرقاقة بعد قطعها في غلاف مغلق لحمايتها من تأثيرات البيئة الخارجية والشوائب والقوى الفيزيائية. وفي الوقت نفسه، يتم سحب الأطراف (أو الأطراف) المناسبة، والتي تُستخدم في النهاية كمكون أساسي.

تقنية تغليف الرقاقات (تغليف الرقاقات على مستوى الرقاقة) هي تقنية تقوم بتغليف الرقاقة بأكملها واختبارها، ثم تقطيعها للحصول على شريحة نهائية واحدة. حجم الشريحة المغلفة هو نفسه حجم الشريحة الأصلية.

يستخدم اختبار الدوائر المتكاملة طرقًا متنوعة للكشف عن عينات الرقائق غير المطابقة للمواصفات. وينقسم هذا الاختبار بشكل أساسي إلى مرحلتين: الأولى هي اختبار الرقاقة قبل التغليف، والثانية هي اختبار منتجات الدوائر المتكاملة النهائية بعد التغليف. ويُضاف حاليًا الاختبار البصري خلال مرحلة التغليف.

كان الانطباع الأبرز الذي تبادر إلى ذهني خلال معرض سيميكون تشاينا 2021 (المعرض الدولي لأشباه الموصلات) هو ازدهار صناعة التغليف والاختبار في الصين، مما أدى إلى ظهور مجموعات من المعدات والمواد. تتوفر نماذج محلية الصنع للعديد من فئات المعدات، مثل معدات شركات Zhongke Feichi وPlessin وLeiming Laser وSilicon Power وYuexin وAcceleration وHongtai وHongbang وOctavia Ideal وغيرها الكثير. في الوقت الراهن، لا تزال حصة المعدات المحلية في السوق ضئيلة للغاية، مما يفتح آفاقًا واسعة للنمو المستقبلي.

بالطبع، تُستخدم تقنيات التغليف والاختبار أيضًا في مجال الرقائق المتكاملة (المكونات المنفصلة مثل المقاومات والمكثفات والمحاثات، ومصابيح LED، وشاشات العرض، والسيليكون متعدد التبلور الشمسي)، وهو ما لن نتناوله في هذه المقالة. تركز شركة شينكي مايكروباكج على لوحات الدوائر المطبوعة وشاشات العرض المسطحة وغيرها من المجالات.

احد،البر الرئيسىصناعة التعبئة والتغليف والاختبار: مزدهرة20السنة

تضم قائمة أكبر عشر شركات مصنعة لتغليف واختبار أشباه الموصلات في العالم حاليًا: شركة China Taiwan ASE (باستثناء Silicon Products وUSI)، وشركة American Amkor، وشركة Changdian Technology (الصين)، وشركة Silicon Products (تايوان)، وشركة Licheng (تايوان)، وشركة Tongfu Microelectronics (الصين)، وشركة Huatian Technology (الصين)، وشركة Singapore United Testing، وشركة KYEC Radio (تايوان)، وشركة Xinbang Technology (تايوان). وتُصنف شركات Changdian Technology وTongfu Microelectronics وHuatian Technology، وهي شركات صينية رائدة من الصين، ضمن قائمة العشر الأوائل.

خلال طفرة بناء صناعة أشباه الموصلات في العامين أو الثلاثة أعوام الماضية، دخلت مئات الشركات الصينية مجال التغليف والاختبار. وتتزايد حصة الصين في صناعة التغليف والاختبار العالمية باستمرار، ومن المتوقع أن تتجاوز 50%.حتى شركة فوكسكون دخلت مجال التغليف. هذا الرقم يُقارب حصة الصين العالمية من إنتاج لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) وتقنية التجميع السطحي (SMT). يوجد في الصين أكثر من 30,000 ألف خط إنتاج لتقنية التجميع السطحي، ما يُمثل أكثر من نصف الإنتاج العالمي. وقد قيل في الماضي مازحًا: إذا حدث ازدحام مروري في دونغقوان، فإن أسعار المنتجات الإلكترونية في جميع أنحاء العالم ستتأثر.

يُعتقد عمومًا أن مستوى شركات التغليف والاختبار في الصين قد وصل إلى مستوى متقدم عالميًا. ومن المرجح أن يكون قطاع التغليف والاختبار أول قطاع تتصدر فيه الصين العالم بشكل شامل.

من المتوقع أن يتم تغليف الرقائق المستخدمة في صناعة تصنيع الآلات الكاملة بشكل أساسي في البر الرئيسي للصين؛ كما يتم تصدير الرقائق المعبأة في البر الرئيسي للصين على نطاق واسع إلى أسواق تصنيع الآلات الكاملة الناشئة (القائمة على تقنية SMT) مثل فيتنام/الهند.

بمعنى آخر، إذا لم تقم الصين بتطوير صناعة التعبئة والتغليف، فإن مكانة الصين الأساسية في سلسلة توريد الإلكترونيات ستضعف بعد نقل جزء من قدرة إنتاج SMT في المستقبل.

تجدر الإشارة إلى أن سلسلة توريد معدات ومواد التعبئة والتغليف متنوعة دوليًا، مع تراكم كبير في أوروبا والولايات المتحدة واليابان وتايوان.

لقد قامت الصين القارية بتطوير صناعة التعبئة والتغليف والاختبار بقوة، الأمر الذي لم يزد فقط من القدرة الإنتاجية العالمية، بل خفض أيضًا من تكلفة المنتجات الإلكترونية وجلب فوائد للناس في جميع أنحاء العالم.

يتضمن تطور صناعة التعبئة والتغليف في البر الرئيسي للصين النقاط الرئيسية التالية.

1. دخول واسع النطاق إلى صناعة التغليف الحديثة حوالي عام 2000، مع اعتبار جنوب جيانغسو مركزًا لها

قبل عام 2000، كانت الصين في مرحلة التغليف التقليدي بشكل أساسي. بعد ذلك، تطور التغليف المتقدم بسرعة، وأتيحت للصين فرصة اللحاق بالركب وتجاوزه.

المنطق العام للتنمية الصناعية هو: أن سوق الإلكترونيات الاستهلاكية الضخمة في الصين ووفرة الأيدي العاملة تدفعان صناعة الإلكترونيات. تقوم شركات تصنيع الرقائق الممولة أجنبيًا ببساطة بإرسال مواد تغليف الرقائق واختبارها إلى البر الرئيسي للصين، ثم تُرسلها مباشرةً إلى مصانع الآلات الكاملة. على سبيل المثال، يرتبط مصنع تغليف AMD في سوتشو ارتباطًا وثيقًا بصناعة تصنيع لوحات الأم لأجهزة الكمبيوتر في مجمع سوتشو الصناعي.

بدون جهود قطاع صناعة الآلات بأكمله، لا يمكن تصنيع الرقائق الإلكترونية. وهذا أمر بالغ الأهمية بالنسبة لي لأنني أمتلك خلفية شاملة في مجال الآلات.

تتمركز صناعة التغليف المتقدمة في الصين القارية في جنوب جيانغسو، بفضل الظروف المناسبة من حيث الزمان والمكان والكفاءات البشرية. فهي قريبة من مجمع سوتشو الصناعي، وشركات التصميم والتصنيع الأصلية/التصميم والتصنيع المتكامل في شنغهاي (مثل هواكين/وينغتك/لونغتشي، وغيرها)، وعدد كبير من شركات تصميم الرقائق في تشانغجيانغ.

تم تطوير شركات التعبئة والتغليف والاختبار الرئيسية الثلاث، وهي Tongfu Micro (مشروع مشترك في عام 1997)، و Changdian (أعيد هيكلتها في عام 2000)، و Gansu Huatian (التي تأسست في عام 2003)، جميعها بناءً على مصانع المكونات الإلكترونية المنفصلة المبكرة.

قامت شركة سيليكون برودكتس بتأسيس شركة سيليكون برودكتس تكنولوجي (سوتشو) في مجمع سوتشو الصناعي في نهاية عام 2002. استثمرت شركة ASE وأنشأت مصانع في مجمع شانغهاي تشانغجيانغ للتكنولوجيا العالية منذ عام 2002. تأسست شركة جينغ فانغ تكنولوجي في سوتشو في يونيو 2005، بتكنولوجيا من أصل إسرائيلي.

2. لقد أدت الهواتف المحمولة GSM المصممة ذاتيًا والمقلدة إلى تطور كبير في صناعة تصميم الرقائق في البر الرئيسي للصين، كما أنها دفعت صناعة التغليف.

في عام 2000، تضاعف عدد مستخدمي الهواتف المحمولة بنظام GSM في الصين إلى أكثر من 100 مليون مستخدم، مما جعلها أكبر سوق للهواتف المحمولة في العالم. وتُعدّ مصانع نوكيا للهواتف المحمولة في دونغقوان وسامسونج في هويتشو من المصانع الضخمة، كما بدأت العلامات التجارية المحلية للهواتف المحمولة بالنمو.

ابتداءً من عام 2006، ومع تحسين التغطية العالمية لشبكة GSM (مما أدى إلى تغيير سوء الفهم بأن 3G سيحل محل GSM)، ظهرت موجة من الهواتف المحمولة ذات العلامات التجارية البيضاء المصممة ذاتيًا لشبكة GSM.

شهدت صناعة تصميم الرقائق المحلية في البر الرئيسي للصين أول طفرة كبيرة لها، مما أعطى دفعة كبيرة للتغليف المتقدم.

قال دو تشنغ، الرئيس التنفيذي لشركة كورستار، والذي عمل سابقًا في شركة هاو، إن مستشعر الصور CMOS (CIS) لديه متطلبات خاصة بالرقائق والتغليف والاختبار، ويتطلب العملية بأكملها لتحقيق جودة جيدة.

استوردت شركة جينغفانغ تقنية التغليف من إسرائيل، وشاركت شركة هاوي أيضاً في الاستثمار. وكانت شركة جيكو مايكرو التابعة لرابطة الدول المستقلة تُغطي سابقاً 70% من طاقة إنتاج التغليف في مصنعي جينغفانغ وهواتيان كونشان.

أما بالنسبة للاختبار، فقد خضعت منتجات CIS أيضاً لتحول.

كان فحص جودة الصور في مستشعرات الصور المبكرة لشركة جيكوي يعتمد على العين البشرية. ومع التوسع السريع لسوق الهواتف المحمولة ذات العلامات التجارية غير المعروفة، واصلت جيكوي، التي بدأت كمستشعر صور نحاسي منخفض التكلفة للغاية (يصل إلى 100,000 بكسل)، نموها. وقد انتقلت مرارًا وتكرارًا إلى مقرها في تشانغجيانغ، بشكل رئيسي لأغراض الاختبار، وهو مقر يعج بالشابات.

ملاحظة: في بدايات استخدام الآيفون، كان يتم اختبار وظيفة الكاميرا يدويًا. تُظهر الصورة "فتاة الآيفون" عام ٢٠٠٨.

مع تطور الأتمتة والذكاء الاصطناعي، أوضح دو تشنغ وجود معدات أتمتة متطورة (أجهزة معالجة) وأساليب كشف تعتمد على الذكاء الاصطناعي. وأشار السيد مياو شياويونغ من شركة تونغفو للإلكترونيات الدقيقة، المتخصصة في التغليف، إلى تعاون الشركة مع شركة شينشيدا في عملية تغليف الرقائق على مستوى الرقاقة (WLCSP). وبفضل دمج تقنيتي تغليف الرقائق على مستوى الشريحة (CSP) وتغليف الرقاقة على مستوى الرقاقة (WLP) في عملية واحدة، تتميز الرقاقة بصغر حجمها وخفة وزنها ونحافتها، مما يتماشى مع توجه الإلكترونيات الاستهلاكية نحو التطور الذكي والتصغير.

قام لاو ياو (وانغ يانهوي)، مؤسس موقع Jiwei.com، باختبار معدات صغيرة في عام 2007، لكنه اكتشف لاحقًا أنه أكثر موهبة في مجال الإعلام، ومع ذلك ظل مهتمًا بهذا القطاع. وقال: "تقوم العديد من شركات تصميم الرقائق بشراء/اختيار معدات الاختبار بنفسها ووضعها على خط إنتاج الاختبار".

ومن المصادفة أن شركة آبل تفعل الشيء نفسه على خط إنتاجها.

3، 20بعد مرور 14 عامًا، اندمجت شركات التعبئة والتغليف العالمية، واستخدمت الشركات الصينية عمليات الاندماج والاستحواذ للدخول في مجال التعبئة والتغليف المتقدمة واكتساب عملاء رئيسيين.

استحوذت شركة Changdian Technology على شركة STATS ChipPAC في سنغافورة، واستحوذت شركة Tongfu Microelectronics على مصانع التعبئة والتغليف والاختبار التابعة لشركة AMD في سوتشو وبينتشو، واستحوذت شركة Huatian Technology على شركتي FCI وUnism في الولايات المتحدة، واستحوذت شركة Jingfang Technology على شركتي Zhi Ruida وAnteryon، إلخ.

لقد تطور الذكاء الاصطناعي بشكل كبير، وارتفعت أرباح شركة AMD بشكل هائل، ووالدة سو (سو زيفنغ) تبتسم من الأذن إلى الأذن، كما أن تونغفو قد لحقت بهذا الصعود.

4. شركة شنتشن ميموري تقود التطور السريع لتغليف التخزين

هوا تشيانغ باي هو أقدم سوق إلكترونيات احترافية في الصين. وتُعدّ وحدات ذاكرة الحاسوب الشخصي من أكثر المنتجات رواجاً في سوق الأجهزة. ومن هنا انطلقت شركة شنتشن ميموري.

في عام 2014، ومع تطور الهواتف الذكية والإنترنت عبر الهاتف المحمول (ممثلاً بتطبيق WeChat)، ازداد الطلب على مساحة التخزين بشكل كبير، لا سيما للصور، ولم تعد سعة 128 جيجابايت في هاتفي كافية. وفي عام 2018، بلغ حجم صناعة أشباه الموصلات العالمية 476.7 مليار دولار أمريكي. ومن بينها، تُعدّ الذاكرة أكبر فئة من أشباه الموصلات، حيث تستحوذ على ما يقارب 35% من سوق أشباه الموصلات. في ذلك العام، استوردت الصين ما قيمته 310 مليارات دولار أمريكي تقريبًا من الدوائر المتكاملة، منها 100 مليار دولار أمريكي تقريبًا في مجال التخزين. وتمتلك شركتا Yangtze Memory وHefei Changxin مصانع رقائق خاصة بهما في الصين.

تتمتع شركات تصنيع ذاكرة العلامات التجارية الصينية بإمكانيات نمو هائلة. ففي منطقة شنتشن، على سبيل المثال، تتواجد العديد من شركات تصنيع الذاكرة المتميزة، مثل Kintek وCreative وAcer وLongsys وMemory وBaiwei وJiaho Jinwei (دون ترتيب محدد). وقد دخلت شركتا Shenzhen Technology (التي استحوذت على Payton التابعة لشركة Kingston) وKonka السوق، وتخصصتا في مجال تغليف الرقائق والوحدات.

وانطلاقاً من الطلب على الذاكرة في شنتشن، تعمل شركات مثل Taiji Semiconductor و Changdian Technology و Tongfu Microelectronics بجد لتطوير تغليف التخزين واختباره.

إليكم قصة أخرى حول تطوير المعدات المحلية. في عام ٢٠١٣، أبدى عملاء التخزين لدى شركة شنتشن كايي للتكنولوجيا، التي تُقدم حلول تكنولوجيا التصنيع لصناعة الإلكترونيات، حاجتهم إلى عمليات فحص آلية مُدمجة. تواصلت كايي مع موردين في كوريا الجنوبية واليابان لتطوير منتجات ذات صلة، لكن طلباتهم قوبلت بالرفض نظرًا لمتطلبات دقة القياس العالية وصعوبة خوارزميات البرمجيات. في النهاية، تعاونت مع شركة شنتشن أوكتافيا المحلية. نقلت أوكتافيا خبرتها الراسخة في مجال تقنية التجميع السطحي (SMT) إلى عملية التغليف لتحقيق فحص بصري مستمر عبر الإنترنت. بدأ تشغيل النظام في عام ٢٠١٥، وطُبّق على منتجات التخزين وتغليف أجهزة الاستشعار وغيرها.

5. الذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء والمركبات الكهربائية تدفعان إلى طفرة جديدة في مجال التغليف المتقدم

في معرض SEMICON CHINA 2021، يمكن ملاحظة أن التغليف المتقدم والتغليف عالي الكثافة يتطوران بسرعة.

مع تطور عصر الذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء، أصبح شرب الشاي (إضافة الماء تلقائيًا لغلي الماء)، والتدخين (السجائر الإلكترونية)، وفتح الأبواب (الأقفال الذكية)، وكنس الأرض (الروبوتات)، والدراسة في المنزل (أجهزة الكمبيوتر المحمولة) جميعها مزودة بعدد كبير من الرقائق.

أقامت شركة تسلا مصنعًا في لينغانغ. وقد أطلقت الصين بنية تحتية جديدة وأنشأت محطات شحن، وشهدت صناعات السيارات الكهربائية والدراجات النارية الكهربائية نموًا كبيرًا، مما أدى إلى زيادة الطلب على الرقائق الإلكترونية. وتتطلب الرقائق المستخدمة في صناعة السيارات معايير عالية من حيث الموثوقية ومتطلبات خاصة للتغليف.

يشهد قطاع التغليف نموًا هائلاً في الصين، مع تدفق العديد من الشركات إليه. وقد سارعت نينغبو إلى اتخاذ خطوات جادة في هذا المجال. فقد رسّخت شركة يونغسي للإلكترونيات، التي تأسست حديثًا، مكانتها في مجال التغليف المتطور، ودخلت مصاف الشركات العملاقة بفضل تقدمها السريع. ويُقال إنها تحتل بالفعل مرتبة متقدمة جدًا على مستوى البلاد.

2. تطور صناعة التغليف والاختبار في الصين القارية: لا يمكن لصناعة الإلكترونيات أن تتجاهل الصين

تُعدّ المنتجات الإلكترونية التي تُشكّل الهواتف المحمولة جوهرها أكبر صادرات الصين، تليها المنسوجات. هل ما زلت تتذكر النكتة التي تقول إنه تم استبدال 100 مليون بنطال بطائرة واحدة في بدايات الإصلاح والانفتاح؟

من منظور واسع، لا يمكن فصل الكفاح العالمي ضد الوباء عن المنتجات الإلكترونية؛ ومن منظور ضيق، هناك العديد من الأشخاص الذين يمسكون هواتفهم المحمولة أثناء الاستحمام!

تتسم سلسلة توريد منتجات تكنولوجيا المعلومات الإلكترونية بتعقيد بالغ. فكثرة أجزائها، وتعقيد تصميمات برامجها وأجهزتها، ومتطلبات عملياتها، كلها تعكس بوضوح تفوق الصين في مجال الهندسة والتصنيع. ولذلك، يُعد هذا القطاع من أصعب القطاعات التي يمكن فصلها عن الصين. فحتى مع "إلغاء العولمة"، لا يمكن "إلغاء الطابع الصيني" عنه.

تنقسم عملية إنتاج المنتجات الإلكترونية تقريبًا إلى ثلاثة أجزاء: الرقاقة، والتغليف، وتصنيع الآلة الكاملة (وتُعدّ تقنية التجميع السطحي SMT جوهرها). تُربط الرقاقة بعملية اختبار التغليف، وتُربط الآلة الكاملة بالجزء السفلي.

على الرغم من قلة عدد العاملين في صناعة رقائق السيليكون، إلا أن الجوانب التقنية تخضع لسيطرة الغرب بشكل كامل، مما يُظهر فجوة واضحة. ولا يزال الطريق طويلاً أمامنا لحل مشكلة "الجمود" بشكل جذري. ومن الجدير بالذكر أن الولايات المتحدة تُعزز قطاع تصنيع رقائق السيليكون، حيث ستُطور شركات TSMC وسامسونج وإنتل وجلوبال فاوندريز عمليات تصنيع رقائق السيليكون في الولايات المتحدة باستخدام أحدث التقنيات.

تبيع الهند ما بين مئة ومئتي مليون هاتف محمول سنوياً، ومن الطبيعي أن تُطوّر قطاعها الصناعي. ولا شك أن صناعة الآلات في الصين ستنقل جزءاً منها إلى الخارج (فعلى سبيل المثال، تمتلك شركات مثل آبل وشاومي أو في هاينز طاقات إنتاجية في الهند).

لذا، من وجهة نظر استراتيجية، من الضروري تعزيز مجال تغليف واختبار الرقائق الإلكترونية في المراحل الأولية. بهذه الطريقة فقط تستطيع الصين الحفاظ على مكانتها المحورية في سلسلة التوريد وضمان بقاء شعار "صنع في الصين" راسخاً.

قال البروفيسور تساي تشيكوانغ من معهد نانتونغ لأبحاث التغليف بجامعة نانجينغ للبريد والاتصالات، متأثرًا، إن الشعور السائد تجاه التغليف مؤخرًا هو أن "اللون يتغير بعد التجربة". فعلى سبيل المثال، في خط إنتاج تغليف BGA، إذا لم تكن هناك طاقة إنتاجية كافية لركائز BGA، فلن يجرؤوا على قبول الطلبات بتسرع. يجب على الدولة زيادة الاستثمار والانتقال من مرحلة "التردد بعد معرفة الأساسيات" إلى مرحلة "الرضا التام بعد معرفة الأساسيات" في أسرع وقت ممكن، حتى تتوفر الركائز للجميع وتتمتع كل أسرة بقدرة إنتاجية.

هذه المرة، بمجرد دخولي قاعة معرض سيميكون، صادفت أجنحة شركتي شينان سيركت وتيانشين إنتركونيكت. كانت إحداهما تصنع ركائز التغليف، والأخرى تصنع التغليف المتقدم.                                  

توضح مقالة موقع Jiwei.com الأسباب الكامنة وراء ذلك: وراء النقص الحاد في مواد التغليف: أصبحت المواد والمعدات المستخدمة في المراحل الأولية عائقًا أمام توسيع الإنتاج.

يُعد إطار الرصاص أيضاً مادة تغليف مهمة، كما أن القدرة الإنتاجية عليه غير كافية.

إن حقيقة أن شركات التصميم عبر الإنترنت "تتوسل للحصول على طاقة إنتاجية" ليست بلا أساس.

3. التغليف المتقدم: يجمع بين الرقاقات وتقنية التجميع السطحي (SMT).

1كما أن التغليف المتقدم يتميز بتقنية عالية.

في المراحل الأولى لتطور صناعة أشباه الموصلات، لطالما اعتُبرت صناعة تغليف أشباه الموصلات صناعةً ذات حواجز تقنية منخفضة نسبيًا وتكاليف عمالة مرتفعة نسبيًا. وتُعدّ صناعة التغليف من أصعب الصناعات تحقيقًا للربح في سلسلة صناعة الدوائر المتكاملة، إذ تتطلب زيادة مستمرة في الاستثمار لتحقيق أي زيادة طفيفة في العائد.

مع ازدياد مستوى تكامل الرقائق، تتزايد المتطلبات التقنية لتغليف أشباه الموصلات، مما يجعل تغليفها تقنية معقدة. وقد ظهرت أنواعٌ عديدة من التغليف المتقدم وعملياتٌ جديدة، الأمر الذي أثار إعجابي.

مع استمرار ازدياد تعقيد التغليف، أصبح التغليف المتقدم مصدراً هاماً لزيادة الإنتاج. ومن المتوقع أن تكون نسبة أقسام الشريحة الثلاثة في المستقبل كالتالي: 3 (التصميم): 4 (الرقاقة): 3 (التغليف).

تعتمد شركات التغليف التقليدية بشكل سلبي على ترتيبات شركات تصميم الرقائق. أما الاتجاه السائد حاليًا فهو أن مصنعي تصميم الرقائق يحتاجون بشكل متزايد إلى التعاون في التصميم مع مصنعي التغليف. في حقبة ما بعد مور، ستدفع تكنولوجيا تصنيع الرقائق في مراحلها النهائية عملية تطوير الرقائق نحو أداء وكثافة عاليتين.

في قمة جيوي لأشباه الموصلات لعام 2019، أعرب داد جيانغ (جيانغ شانغي) عن اعتقاده بأن بيئة صناعة أشباه الموصلات قد شهدت تحولات هائلة. ويتجلى ذلك بشكل رئيسي في الجوانب التالية: أولاً، اقترب التقدم المحرز في قانون مور من حدوده الفيزيائية، وأصبحت عمليات تصنيع السيليكون الأكثر تطوراً (مثل 7 نانومتر و5 نانومتر) مقتصرة على عدد محدود جداً من المنتجات ذات الطلب العالي للغاية (مثل الرقائق الرئيسية للهواتف المحمولة)؛ ثانياً، يُعدّ التقدم في تكنولوجيا التغليف ولوحات الدوائر متخلفاً نسبياً، مما يُشكّل تدريجياً عائقاً أمام أداء الأنظمة؛ ثالثاً، يقترب عصر تنويع شركات تصميم الرقائق، ولن يبقى السوق حكراً على عدد قليل من المصنّعين. وبناءً على الأنظمة المختلفة والاحتياجات الخاصة لكل وحدة، سيكون اختيار الوحدات المناسبة وإعادة دمجها من خلال تكنولوجيا التغليف ولوحات الدوائر المتقدمة أحد اتجاهات التطوير في عصر ما بعد قانون مور.

قال تشنغ لي، الرئيس التنفيذي لشركة تشانغديان للتكنولوجيا: "لم يعد تغليف أشباه الموصلات في عصرنا الحالي مجرد عملية تغليف الشريحة داخل الغلاف، بل يتطلب عشرات العمليات المتعلقة بالشريحة نفسها، من توصيلات الأسلاك وواجهات الربط، وصولاً إلى إعادة تنظيم الرقاقة. بعد ذلك، يجب ترتيب بعض الشرائح وربطها بشرائح أخرى في نفس العبوة، وأحيانًا يتطلب الأمر ربط هذه الشرائح معًا بكثافة عالية لتمكين وحداتها الوظيفية المختلفة من العمل بشكل متكامل. لذلك، في عصر ما بعد قانون مور، لم يعد التغليف يعتمد فقط على عرض الخط والمسافة بين الخطوط وحجم التكامل، بل أصبح يركز على تحسين أداء النظام وتكامل النظام المصغر بأكمله."

2،مزيج من التعبئة والتغليف وتصنيع رقائق السيليكون الأمامية

هناك خبرٌ مثيرٌ للدهشة: دخلت مصانع رقائق السيليكون، مثل TSMC وSMIC، مجال تغليف الرقائق. في البداية، ظننتُ أن هذا يُشكّل تهديدًا لصناعة التغليف، لكن الرئيس التنفيذي لشركة Changdian، تشنغ لي، يرى أنه أمرٌ إيجابي. يُعدّ تغليف الرقائق (WLP) أحد مسارات التطوير للتغليف المتقدم. إذا استمرّ تغليف الرقائق في التطور في اتجاهات متعددة الأبعاد، مثل ثنائي الأبعاد (2D) وثنائي الأبعاد ونصف (2.5D) وثلاثي الأبعاد (3D)، فسيتعاون حتمًا مع مصانع رقائق السيليكون. ذلك لأن هذه المصانع قادرة على تنفيذ عملية تصنيع الوصلات البينية عبر السيليكون (TSV) على الرقاقة. أما بالنسبة للوحات نقل السيليكون، فيمكن لمصنع الرقائق أيضًا تصنيع وصلات السيليكون البينية (Silicon Interposer)، وهي رقاقة ذات أسلاك عالية الكثافة. ويتعيّن على مصنع التغليف والاختبار تنفيذ عملية إعادة توزيع الرقائق (RDL)، ثم إعادة دمج الأسلاك بكثافة عالية على مستوى التغليف والاختبار.

أشار خبراء الصناعة إلى وجود فجوة بنسبة 10% تقريبًا في معدل إنتاجية التغليف والاختبار عاليي الجودة بين تشانغديان وشركة ASE، وهو ما سيستغرق وقتًا لتحسينه. ولكن من المتوقع أن تكون سرعة انطلاق عمليات التغليف والاختبار في الصين أسرع من سرعة تصنيع الرقائق في المرحلة السابقة. لم يعد من الماضي اعتبار اختبار النسخة التجريبية المغلقة مرحلةً خلفيةً فقط، بل توجد اليوم العديد من نقاط التقاطع بين النسخة التجريبية المغلقة والمرحلة الأمامية. التحديات موجودة في كل مكان وتتطلب المثابرة والصبر!

3التغليف المتقدم وتقنية التجميع السطحي (SMT)

بالإضافة إلى التكامل مع تصنيع الرقائق الموصوف أعلاه، يتم أيضًا دمج التعبئة والاختبار بشكل وثيق مع تصنيع الآلات الكاملة (SMT كجوهر).

في حوالي عام 2015، شاهدت لأول مرة عرضًا توضيحيًا لحزمة متعددة الرقائق، حيث تم دمج المكونات المطلوبة في وحدة واحدة، مما أدى إلى تقليل عدد مشاكل التغليف والأسلاك، وتوفير المساحة، وتحسين الأداء، وتقليل تكلفة الجهاز بأكمله.

يُعدّ نظام SiP (النظام في العبوة) وتقنية SMT (التثبيت السطحي) متلازمين لا ينفصلان. وقد قامت كبرى شركات تصنيع المعدات، مثل ASM-PT وK&S، بتصنيع آلات وضع SMT في الأصل. يُمكن لنظام SiP الحدّ من المشكلات التي تواجه عملية دمج أنظمة الرقائق، مثل توافق العمليات، وتداخل الإشارات، وتداخل الضوضاء، والتداخل الكهرومغناطيسي.

تستخدم وحدات الترددات اللاسلكية الأمامية للهواتف المحمولة (مثل PAMiD) على نطاق واسع تقنية SiP أو عمليات مشابهة. صرّح جيا بين من شركة Kaiyuan Communications بأن انتشار تقنية الجيل الخامس (5G) قد أدخل المزيد من مكونات الترددات اللاسلكية إلى الهواتف المحمولة. إذا تم تغليف هذه المكونات بشكل منفصل ثم وضعها على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) للتوصيل، فقد لا يتناسب الهاتف معها، لذا يُفضّل دمجها. تختلف العمليات الأساسية لرقائق الترددات اللاسلكية مثل SAW وBAW وPA وLNA وRF Switch، ولا يمكن استخدام حلول SoC. بدلاً من ذلك، يمكن تغليف رقائق متعددة في وحدات باستخدام تغليف على مستوى النظام وعمليات أخرى. تقوم بذلك شركات عالمية رائدة مثل Skyworks وQorvo وAvago (التي استحوذت عليها Broadcom) وQualcomm وغيرها. بحثتُ على الإنترنت ووجدتُ العديد من عمليات تصنيع الترددات اللاسلكية، مثل GaAs وCMOS السيليكوني السائب وSOI (السيليكون ذو الركيزة العازلة) وMEMS السيليكوني وSiGe (سيليكون الجرمانيوم) وغيرها.

تعتمد وحدة الكاميرا ووحدة التعرف على بصمات الأصابع على تقنية COB (الشريحة على اللوحة). لا يتم تغليف الشريحة، بل تُقطع مباشرةً إلى رقائق معدنية (رقائق)، مما يؤجل عمليات الربط والتغليف الأخرى إلى مرحلة الوحدة.

تستخدم رقاقة "روث البقر" الشائعة أيضًا عملية COB. تُثبّت الرقاقة على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) باستخدام معدات الربط، ثم يُسكب عليها غراء راتنج الإيبوكسي. بعد ذلك، تُركّب المكونات الأخرى من خلال عملية SMT، فتتشكل لوحة الدوائر. هذا ما تفعله لوحة التحكم في هاتف تحديد هوية المتصل. تمثل الدوائر الذهبية أسلاك الربط الذهبية العديدة المحيطة بالرقاقة.

ملاحظة: لوحة تحكم هاتف CID (صورة التقطها المؤلف داي هوي في تيانكسونلونغ)

4. التغليف المتقدم: نزاعات براءات الاختراع

لا مفر من أن تدور معارك براءات الاختراع في مجال التغليف أيضاً. وقد روى السيد مارك، رئيس قسم استشارات الملكية الفكرية في شركة جيويوانغ، حالة كلاسيكية للمعركة بين الشركات الصينية والأجنبية حول براءات اختراع التغليف، والتي نشأت من صناعة ميكروفونات MEMS.

تقدمت شركة Knowles الأمريكية، التي كانت أول من طبق تقنية MEMS في تصنيع الميكروفونات لاستبدال الإلكترونيات التقليدية، بطلب للحصول على براءة اختراع أساسية للتغليف في عام 2000. واستنادًا إلى براءة الاختراع هذه، رفعت Knowles دعاوى قضائية تتعلق بانتهاك براءات الاختراع ضد شركات Akustica الأمريكية، وMemstech السنغافورية، وADI الأمريكية، وWolfson البريطانية، وBaoxing الكورية الجنوبية، وAmkor الأمريكية، وGoertek الصينية في عام 2006، بل وقامت حتى بإجراء تحقيق بموجب المادة 337.

وقّعت شركة AAC، المُصنّعة لميكروفونات MEMS في البر الرئيسي الصيني، اتفاقية ترخيص براءات اختراع مع شركة Knowles في وقت مبكر لتجنب دعاوى قضائية متعلقة ببراءات الاختراع. ومع ذلك، أصبحت رسوم ترخيص براءات الاختراع الباهظة واقعًا لا مفر منه بالنسبة لشركات البر الرئيسي. في المقابل، تُولي سلسلة التوريد الصناعية في تايوان اهتمامًا أكبر للتحايل على براءة اختراع Knowles الأمريكية. بقيادة معهد تايوان للأبحاث الصناعية، وبالتعاون مع كبرى شركات تصنيع الأجهزة الكهروصوتية مثل Meilu، تم استخدام سبع براءات اختراع على الأقل للتحايل على براءة اختراع Knowles الخاصة بالتغليف. مع ذلك، وبسبب التركيز المفرط على تجنب براءات اختراع Knowles الأساسية، لم تُستغل مزايا تايوان، الصين، في مجال تصنيع أشباه الموصلات في مجال ميكروفونات MEMS، مما أدى إلى ضياع فرص السوق، وفي النهاية أصبحت شركتا AAC وGoertek في البر الرئيسي الصيني منافستين لها.

خمسة،ختمحزمة معدات:"صعود المجموعة"

لقد شهدتُ صعودَ شركاتٍ في مجال الهواتف ومقاسم التحكم البرمجية، والاتصالات المتنقلة، ومجموعات صناعة الهواتف المحمولة، كما ساهمتُ في صعود مجموعاتٍ في صناعة رقائق الحاسوب في الصين. ويُعدّ مصطلح "صعود المجموعات" أنسب ما يكون عند استخدامه للإشارة إلى صناعة معدات التغليف والاختبار.

في معرض SEMICONChina 2021، شاهدتُ توطين العديد من فئات معدات التغليف والاختبار. يشمل التغليف الطحن، والتقطيع (التقطيع إلى مكعبات)، وربط الرقائق (ربط البلورات)، وربط الأسلاك، وغيرها من مجالات المعدات الرئيسية.

إن تطوير المعدات المحلية سيكون مفيداً للغاية في تفكيك الاحتكار، وخفض التكاليف، وتحسين الأداء، ورفع الكفاءة.

في مؤتمر التعبئة والتغليف لعام 2020 الذي عقد في تيانشوي، قال هوا تيانشياو شنغلي إن شركات التعبئة والتغليف والاختبار يجب أن تلتزم بمفهوم التعاون بدلاً من المنافسة، وأن تعمل بنشاط على تطوير بناء المعدات والمواد المحلية، وأن تكمل تدريجياً منصة الاختبار.

إن استخدام المعدات المحلية لكسر احتكار المعدات الغربية يمكن أن يقلل التكاليف بشكل فعال، وهو أمر واضح في مجال التعبئة والتغليف.

شركة شينكي مايكرو ديفايسز، التي أُدرجت مؤخرًا في بورصة الابتكار العلمي والتكنولوجي، سدّت الفجوة في سوق معدات الطباعة الحجرية بدون أقنعة في السوق المحلية. تخدم معدات الطباعة الحجرية المباشرة التي تنتجها الشركة قطاعي لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) وشاشات العرض المسطحة (FPD)، وتخطط الشركة لإنتاج معدات طباعة حجرية مباشرة لتغليف الرقاقات (WLP). بعد الإدراج، ارتفع سعر سهم الشركة بشكل ملحوظ، وشهد قطاع أشباه الموصلات بأكمله انتعاشًا ملحوظًا (نأمل ألا يكون مجرد انتعاش مؤقت).

ملاحظة: الكاتب داي هوي وكو لوجي، كبير العلماء في شركة شينكي للأجهزة الدقيقة، في الجناح

فيما يتعلق بآلات ربط الرقائق، قامت شركة دونغقوان بليسين في وقت من الأوقات بسد الفجوة في آلات ربط الرقائق الخطية المحلية على مستوى الدوائر المتكاملة (DIE BOND).

ساهم وانغ لين من صندوق بيوند مور بدراسة حالة: أطلقت شركة ليمينغ ليزر معدات التخديد بالليزر + القطع المخفي بالليزر بأداء مماثل لأداء الشركات الغربية، مما أدى إلى كسر احتكار السوق.

6. معدات الاختبار: "صعود الجماعات"

تشمل معدات الاختبار بشكل أساسي آلة الفرز Handler لاختبار مستوى الرقاقة، ومحطة الفحص Probe لاختبار مستوى الرقاقة، وآلة الاختبار الآلية ATE.

تتوفر فرص كبيرة لتوطين معدات الاختبار. فالعمليات الجديدة تستلزم تخصيصاً، ويمكن استخدام المعدات المحلية في خطوة واحدة لتحقيق كفاءة أعلى وأداء أفضل.

شركة شنتشن سيليكون إلكتريك هي شركة مصنعة لمحطات الفحص وآلات الفرز.

ملاحظة: الكاتب داي هوي والبروفيسور هو هونغ من معهد هاربين للتكنولوجيا في جناح السيليكون

عرّفني تشانغ يو، الرئيس التنفيذي لشركة Yuexin Technology، على المنتج الرئيسي وهو جهاز اختبار ذاكرة Memory، والذي تم إنجازه على نطاق واسع من حيث الكفاءة العالية والاتساق والاستقرار.

أطلقت شركة Accelerate Technology جهاز اختبار آلي عالي الأداء، مزود بتقنية الذكاء الاصطناعي.

ملاحظة: الكاتب داي هوي والرئيس التنفيذي لشركة أكسيليريشن تكنولوجي، وو غانغ، في الجناح.

عرضت شركة شاوشينغ هونغبانغ مجموعة متنوعة من آلات اختبار أجهزة الطاقة وآلات الفرز. شمرت عن ساعدي وجربتها.

ملاحظة: جهاز اختبار الأجهزة المنفصلة معروض من قبل شركة شاوشينغ هونغبانغ

عرضت شركة نانجينغ هونغتاي لأشباه الموصلات سلسلة من منتجات اختبار أشباه الموصلات الآلية. وفي عام 2019، استحوذت الشركة بالكامل على شركة أزورتيست اليابانية المحدودة (أزورتيست)، المشهورة بتقنية الاختبار التناظري.

ملاحظة: تعرض شركة هونغتاي لأشباه الموصلات جهاز اختبار الإشارات المختلطة MS8000

وتشهد شركات الخدمات ذات الصلة نمواً أيضاً. وتقدم شركة شنغهاي جيفنغ للإلكترونيات خدمات مثل تحليل المواد، وتحليل الأعطال، وشهادات الموثوقية.

سبعة،مواد التعبئة والتغليف:التطور المطرد

وفي مجال المواد، تلحق الصين القارية بالركب أيضاً، مثل الركائز وإطارات الرصاص التي "ناقشت مؤخراً تغيير اللون الأساسي".

تستخدم صناعة الإلكترونيات كميات كبيرة من الذهب، وهو معدن ثمين، وخاصة في توصيل الأسلاك في التغليف. وتواصل هذه الصناعة الترويج لاستخدام النحاس (أو حتى الألومنيوم) كبديل للذهب في تطبيقات متزايدة، وقد بذلت شركات من البر الرئيسي الصيني جهودًا كبيرة في هذا الصدد.

يشهد قطاع تصنيع الرقائق الإلكترونية في شنتشن تباطؤاً مقارنةً ببعض المدن الصينية الأخرى، لذا تخطط المدينة لتجاوزها في بعض الجوانب. وابتداءً من عام 2020، ستُعزز شنتشن تطوير جيل جديد من تكنولوجيا المعلومات والاتصالات. وصرح بي يالي، الأمين العام لجمعية شنتشن للروبوتات، بأنه في 30 ديسمبر 2020، أنشأت الأكاديمية المتقدمة للعلوم التابعة للأكاديمية الصينية للعلوم معهد شنتشن الدولي للابتكار في المواد الإلكترونية المتقدمة (المشار إليه فيما يلي باسم "معهد المواد الإلكترونية") في باوآن، والذي يركز على مواد التغليف الإلكترونية المتقدمة عالية الجودة، ويهدف إلى تعزيز توطين المواد الإلكترونية عالية الجودة لتحقيق نقلة نوعية.

8. البطل "الأساسي" الحقيقي: لا تنسَ "الأساس" الأصلي وقم بتجميع آلاف الأميال من السيليكون

نشر السيد دينغ وينوو، رئيس الصندوق الوطني للدوائر المتكاملة، أغنية بعنوان "أبطال الرقائق الحقيقيون"، معبراً عن المشاعر الجوهرية للعديد من العاملين في مجال الرقائق: استخدموا "جوهرنا" لتحقيق "حلم الصين الجوهري" معاً؛ دعوا "جوهرنا" يكون مثل النجوم والبحر، مما يجعل العالم مترابطاً ومتفاعلاً.

تنويه: هذه المقالة مقتبسة من موقع "داي هوي ستيف"، الذي يدعم حماية حقوق الملكية الفكرية. يُرجى ذكر المصدر الأصلي والمؤلف عند إعادة النشر. في حال وجود أي انتهاك، يُرجى التواصل معنا لحذفها.