En 1958, Jack S. Kilby, de Texas Instruments (TI), desarrolló con éxito el primer circuito integrado del mundo conectando varios transistores, resistencias y condensadores sobre un sustrato de germanio (Ge). Posteriormente, Robert Noyce inventó el circuito integrado basado en silicio (Si). La mayoría de las aplicaciones de semiconductores actuales se basan en circuitos integrados de silicio (los llamados semiconductores de primera generación). Los chips se han convertido en el motor de la industria moderna.

Cuando la industria de los semiconductores comenzó, todo se basaba en el modelo IDM (Fabricación Integrada de Dispositivos). Tanto Intel como Texas Instruments diseñaban y fabricaban chips, lo que dificultaba la entrada de las pequeñas empresas en este sector.

Zhang Zhongmou, who came from TI, founded the professional wafer foundry company (Foundry) TSMC in 1987, and "decoupling" created the era of semiconductor foundry. Chips are divided into three stages: design, wafer, and packaging and testing. Design companies (Fabless Design, fabless model) can outsource wafers and packaging and testing and focus on design, sales, and service.

Dai Hui, veterano de la tecnología, siempre quiso compartir una anécdota del pasado, y hoy por fin tuvo la oportunidad. En 1993, el profesor Wang Xiangfu nos llevó a realizar unas prácticas en Wuxi, soldando manualmente placas de circuitos en la línea de montaje. Todas las mañanas y tardes veía un recinto amurallado y fuertemente custodiado con un gran letrero que decía: Huajing. En aquel entonces, me preguntaba para qué servía. En ese momento, la línea de producción de 5 pulgadas y 3 µm del Proyecto 908 estaba en plena construcción.

La industria taiwanesa de ensamblaje y prueba de semiconductores subcontratada (OSAT, Outsourced Semiconductor Assembly and Testing) se ha desarrollado rápidamente. Tanto ASE como Silicon Products se fundaron en 1984.

Han surgido innumerables empresas de diseño de chips con bajos costos de capital, como las famosas Qualcomm y NVIDIA, y China continental también ha dado grandes pasos en el campo del diseño de chips de última generación. En 1991, Ni Guangnan de Lenovo fabricaba chips, y Xu Wenwei de Huawei también lo hacía (fabricados por Texas Instruments). Guowei se fundó en 1993 y se convirtió en la Academia Militar de Huangpu de la industria de chips de Shenzhen. Actualmente existen miles de empresas de diseño de chips en China continental (algunos hablan de decenas de miles).

Por supuesto, el modelo IDM, que requiere muchos activos, siempre ha existido, y ambos modelos tienen sus ventajas. AMD es un ejemplo exitoso de la transición del modelo IDM al modelo FABLESS, mientras que Intel siempre se ha mantenido fiel al modelo IDM y recientemente lo actualizó a IDM 2.0, invirtiendo fuertemente en empaquetado avanzado y reingresando al mercado de la fabricación de obleas.

El proceso de beta cerrada se mantiene en secreto y es desconocido para el público. De hecho, el empaquetado y las pruebas pueden ser independientes y realizarse en una o varias fábricas. El empaquetado y las pruebas se rigen por el modelo de negocio de "procesamiento con materiales suministrados", y los pedidos provienen de fabricantes de diseño de semiconductores.

El empaquetado tradicional a escala de chip consiste en sellar el chip después de cortar la oblea en un espacio cerrado (carcasa) para protegerlo de la influencia del entorno externo, las impurezas y las fuerzas físicas. Al mismo tiempo, se extraen los pines correspondientes, que finalmente se utilizan como componente básico.

Wafer level packaging technology (Wafer Level Packaging) is a technology that packages and tests the entire wafer and then cuts it to obtain a single finished chip. The size of the packaged chip is the same as that of the bare chip.

IC testing uses various methods to detect unqualified chip samples. It is mainly divided into two stages: one is wafer testing before entering packaging; the other is testing of finished IC products after packaging. Currently, visual testing is also introduced during the packaging stage.

La impresión más intuitiva que tuve en SEMICON CHINA 2021 (Exposición Internacional de Semiconductores) es que la industria de empaquetado y pruebas está en auge en China continental, lo que ha impulsado el crecimiento de los grupos de equipos y materiales. Muchas categorías de equipos cuentan con modelos nacionales, como los de Zhongke Feichi, Plessin, Leiming Laser, Silicon Power, Yuexin, Acceleration, Hongtai, Hongbang, Octavia Ideal y muchas otras empresas. Actualmente, la cuota de mercado de los equipos nacionales aún es muy pequeña, y existe un enorme potencial de desarrollo futuro.

Por supuesto, la tecnología de empaquetado y prueba también se utiliza en el campo de los microchips (componentes discretos como resistencias, condensadores, inductores, LED, pantallas y polisilicio solar), tema que no se abordará en este artículo. Xinqi Micropackage se centra en PCB y pantallas (FPD), entre otros campos.

uno,continenteIndustria del embalaje y las pruebas: en auge20Año

Actualmente, los diez principales fabricantes mundiales de empaquetado y pruebas de semiconductores incluyen principalmente a Taiwan ASE (excluyendo Silicon Products y USI), Amkor (estadounidense), Changdian Technology (continental), Silicon Products (Taiwán), Licheng (Taiwán), Tongfu Microelectronics (continental), Huatian Technology (continental), United Testing (Singapur), KYEC Radio (Taiwán) y Xinbang Technology (Taiwán). Los tres grandes fabricantes chinos continentales, Changdian Technology, Tongfu Microelectronics y Huatian Technology, se encuentran entre los diez primeros.

Durante el auge de la construcción en la industria de semiconductores en los últimos dos o tres años, cientos de empresas de China continental han incursionado en el sector del empaquetado y las pruebas. La participación global de China continental en la industria mundial del empaquetado y las pruebas es cada vez mayor y superará el 50%.Even Foxconn has entered the packaging field. This number is similar to China’s global share of PCB (Printed Circuit Board) bare board and SMT (Surface Mount) production capacity. There are more than 30,000 SMT production lines in mainland China, accounting for more than half of the world's total. There was once a joke: If there is a traffic jam in Dongguan, the price of electronic products around the world will fluctuate.

En general, se cree que el nivel de las empresas chinas de embalaje y pruebas se ha equiparado prácticamente al nivel internacional más avanzado. Es muy probable que el primer sector en el que China continental de semiconductores lidere el mundo de forma integral sea el de embalaje y pruebas.

Se prevé que los chips utilizados en la industria de fabricación de maquinaria completa se empaqueten principalmente en China continental; además, los chips empaquetados en China continental se exportan a gran escala a mercados emergentes de fabricación de maquinaria completa (basados ​​en SMT), como Vietnam e India.

En otras palabras, si China continental no desarrolla la industria del embalaje, su posición central en la cadena de suministro de productos electrónicos se verá debilitada una vez que parte de la capacidad de producción SMT se reubique en el futuro.

Cabe destacar que la cadena de suministro de equipos y materiales de embalaje está diversificada internacionalmente, con una importante concentración en Europa, Estados Unidos, Japón y Taiwán.

Mainland China has been vigorously developing the packaging and testing industry, which has not only increased global production capacity, but also reduced the cost of electronic products and brought benefits to people around the world.

El desarrollo de la industria del embalaje en China continental presenta los siguientes nodos clave.

1. Large-scale entry into the modern packaging industry around 2000, with southern Jiangsu as the center

Antes del año 2000, predominaba el envasado tradicional. Posteriormente, el envasado avanzado se desarrolló rápidamente, y China continental tuvo la oportunidad de ponerse al día e incluso superarlo.

La lógica general del desarrollo industrial es la siguiente: el enorme mercado de consumo de electrónica de China y su abundante mano de obra impulsan la industria electrónica. Las empresas de chips con inversión extranjera simplemente envían el empaquetado y las pruebas de los chips a China continental, y luego los envían directamente a la fábrica de maquinaria completa. Por ejemplo, la planta de empaquetado de AMD en Suzhou está estrechamente relacionada con la industria de fabricación de placas base para PC en el Parque Industrial de Suzhou.

Sin el impulso de toda la industria de la maquinaria, no se pueden fabricar chips. Esto es muy importante para mí porque provengo de un entorno completamente relacionado con la maquinaria.

La industria de embalaje avanzado de China continental tiene su sede en el sur de Jiangsu, gracias a su ubicación, momento y personal idóneos. Se encuentra cerca del Parque Industrial de Suzhou, de las empresas ODM/IDH de Shanghái (como Huaqin, Wingtech y Longqi, entre otras) y de un gran número de empresas de diseño de chips en Zhangjiang.

Las tres principales empresas de embalaje y pruebas, Tongfu Micro (empresa conjunta en 1997), Changdian (reestructurada en 2000) y Gansu Huatian (establecida en 2003), se desarrollaron a partir de las primeras fábricas de componentes electrónicos discretos.

Silicon Products estableció Silicon Products Technology (Suzhou) en el Parque Industrial de Suzhou a finales de 2002. ASE ha invertido y establecido fábricas en el Parque de Alta Tecnología de Shanghai Zhangjiang desde 2002. Jingfang Technology se estableció en Suzhou en junio de 2005, con tecnología originaria de Israel.

2. Los teléfonos móviles GSM de diseño propio, que imitan a otros modelos, han propiciado un gran desarrollo en la industria del diseño de chips de China continental y también han impulsado la industria del embalaje.

En el año 2000, el número de usuarios de telefonía móvil GSM en China se duplicó, superando los 100 millones, convirtiéndose así en el mercado de telefonía móvil más grande del mundo. Las fábricas de teléfonos móviles de Nokia en Dongguan y de Samsung en Huizhou son de gran envergadura, y las marcas locales de telefonía móvil también están comenzando a desarrollarse.

A partir de 2006, con la mejora de la cobertura GSM global (lo que disipó la idea errónea de que el 3G reemplazaría al GSM), surgió una oleada de teléfonos móviles GSM de marca blanca diseñados por los propios usuarios.

La industria local de diseño de chips de China continental también ha experimentado su primera gran explosión, lo que ha dado un gran impulso al empaquetado avanzado.

Du Zheng, director ejecutivo de Corestar, quien trabajó anteriormente en Howe, afirmó que el sensor de imagen CMOS (CIS) tiene requisitos específicos para las obleas, el empaquetado y las pruebas, y que todo el proceso debe estar en orden para lograr una buena calidad.

Jingfang introdujo tecnología de envasado procedente de Israel, y Howey también participó en la inversión. El 70% de la capacidad de producción de envases de las fábricas de Jingfang y Huatian Kunshan antes solo era abastecida por la plataforma CIS de Gekko Micro.

En lo que respecta a las pruebas, los productos de CIS también han experimentado una transformación.

La calidad de imagen de los primeros sensores de imagen de Gekewei debe ser evaluada por el ojo humano. Con la rápida expansión del mercado de teléfonos móviles GSM de marca blanca, Gekewei, que comenzó como un fabricante de sensores de imagen extremadamente económico (de tan solo 100 000 píxeles), ha continuado su expansión. Se ha trasladado repetidamente a su sede en Zhangjiang, principalmente para realizar pruebas, y suele estar llena de chicas jóvenes.

Nota: En los inicios del iPhone, la función de la cámara se probaba manualmente. La imagen muestra a la "Chica del iPhone" en 2008.

Con el desarrollo de la automatización y la inteligencia artificial, Du Zheng explicó que ahora existen potentes equipos de automatización (manipuladores) y métodos de detección basados ​​en IA. El Sr. Miao Xiaoyong, de Tongfu Microelectronics, una empresa de empaquetado, explicó que colaboran con Xinshida en el proceso WLCSP (empaquetado de chips a nivel de oblea). Al integrar el empaquetado a escala de chip (CSP) y el empaquetado a nivel de oblea (WLP) en uno solo, el chip presenta las características de "corto, ligero y delgado", lo que está en línea con la tendencia de la electrónica de consumo hacia la inteligencia y la miniaturización.

Lao Yao (Wang Yanhui), fundador de Jiwei.com, también probó equipos pequeños en 2007, pero luego descubrió que tenía más talento para los medios de comunicación. Sin embargo, siempre ha estado atento a esta industria. Comentó: Muchas empresas de diseño de chips compran y seleccionan sus propios equipos de prueba y los instalan en la línea de producción de pruebas.

Casualmente, Apple hace lo mismo en su línea de producción.

3, 20Catorce años después, las empresas de embalaje globales se han consolidado y las empresas chinas han utilizado fusiones y adquisiciones para entrar en el sector del embalaje avanzado y conseguir clientes importantes.

Changdian Technology adquirió STATS ChipPAC de Singapur, Tongfu Microelectronics adquirió las plantas de empaquetado y pruebas de AMD en Suzhou y Penzhou, Huatian Technology adquirió las empresas FCI y Unisem en Estados Unidos, y Jingfang Technology adquirió las empresas Zhi Ruida y Anteryon, etc.

La inteligencia artificial se ha desarrollado enormemente, los beneficios de AMD se han disparado, la madre de Su (Su Zifeng) está radiante de felicidad, y Tongfu también ha seguido este ascenso.

4. Shenzhen Memory impulsa el rápido desarrollo del embalaje de almacenamiento.

Huaqiangbei es el mercado de electrónica profesional más antiguo de China. Los módulos de memoria para PC son también uno de los productos más demandados en el mercado de la informática. Fue aquí donde comenzó Shenzhen Memory.

En 2014, con el desarrollo de los teléfonos inteligentes e Internet móvil (representado por WeChat), la demanda de almacenamiento también aumentó considerablemente, especialmente para fotos, y los 128 GB de mi teléfono móvil resultaron insuficientes. En 2018, la industria mundial de semiconductores alcanzó los 476.7 millones de dólares estadounidenses. Dentro de este segmento, la memoria, como la categoría de semiconductores más grande, representó casi el 35% del mercado. Ese año, China continental importó aproximadamente 310 millones de dólares estadounidenses en circuitos integrados, de los cuales aproximadamente 100 millones correspondieron a almacenamiento. Yangtze Memory y Hefei Changxin cuentan con sus propias fábricas de obleas en China continental.

El potencial de crecimiento de las marcas de memoria en China continental es muy bueno. En Shenzhen se concentran numerosas empresas líderes del sector, como Kintek, Creative, Acer, Longsys, Memory, Baiwei y Jiaho Jinwei (sin un orden específico). Shenzhen Technology (adquirió Payton de Kingston) y Konka también han entrado en el mercado, incursionando en el empaquetado de chips y módulos.

Driven by the demand for memory in Shenzhen, companies such as Taiji Semiconductor, Changdian Technology, and Tongfu Microelectronics are also working hard to develop storage packaging and testing.

He aquí otra historia sobre el desarrollo de equipos nacionales. En 2013, los clientes de almacenamiento de Shenzhen Kaiyi Technology, empresa que ofrece soluciones tecnológicas de fabricación para la industria electrónica, plantearon la necesidad de inspecciones automatizadas integradas. Kaiyi contactó con proveedores de Corea del Sur y Japón para desarrollar productos relacionados, pero fueron rechazados debido a los altos requisitos de precisión de medición y la complejidad de los algoritmos de software. Finalmente, colaboraron con el fabricante local Shenzhen Octavia. Octavia aplicó su amplia experiencia en SMT al proceso de embalaje para lograr una inspección visual continua en línea. El sistema entró en funcionamiento en 2015 y se aplicó a sistemas de almacenamiento, embalaje de sensores y otros productos.

5. La IAoT y los vehículos eléctricos impulsan un nuevo auge en el embalaje avanzado.

En la feria SEMICON CHINA 2021, se puede observar que el embalaje avanzado y el embalaje de alta densidad se están desarrollando rápidamente.

Con el desarrollo de la era de la IAoT, beber té (añadir agua automáticamente para hervirla), fumar (cigarrillos electrónicos), abrir puertas (cerraduras inteligentes), barrer el suelo (robots) y estudiar en casa (ordenadores portátiles) están equipados con una gran cantidad de chips.

Tesla construye una fábrica en Lingang. China ha impulsado nuevas infraestructuras y construido puntos de recarga, y las industrias de vehículos eléctricos y motocicletas eléctricas se han desarrollado enormemente, lo que ha generado una gran demanda de chips. Los chips para automoción requieren alta fiabilidad y un encapsulado especial.

La industria del embalaje está experimentando un crecimiento explosivo en China, con la llegada masiva de empresas. Ningbo no tardó en reaccionar. La recién creada Yongsi Electronics se posicionó directamente en el sector del embalaje avanzado y, con un rápido progreso, se convirtió en una de las empresas líderes del sector. Se dice que ya ocupa un lugar destacado en el país.

2. Desarrollo del embalaje y las pruebas en China continental: la industria electrónica no puede evitar China.

Los productos electrónicos, con los teléfonos móviles como producto principal, son los principales productos de exportación de China, seguidos por los textiles. ¿Aún recuerdas el chiste de que se intercambiaron 100 millones de pantalones por un avión en los primeros tiempos de la reforma y la apertura?

Desde una perspectiva amplia, la lucha mundial contra la epidemia no puede separarse de los productos electrónicos; desde una perspectiva más pequeña, ¡hay mucha gente que usa sus teléfonos móviles mientras se ducha!

La cadena de suministro de productos de tecnología de la información electrónica es muy compleja. La gran cantidad de componentes, los complejos diseños de software y hardware, y los requisitos de los procesos reflejan claramente la ventaja competitiva de China en ingeniería y fabricación. Por lo tanto, esta es la industria más difícil de desvincular de China. Incluso si se desglobaliza, no se puede desinizar.

El proceso de producción de productos electrónicos se divide, a grandes rasgos, en tres partes: oblea, encapsulado y fabricación de la máquina completa (el montaje superficial SMT es fundamental). La oblea se conecta a la prueba de encapsulado, y la máquina completa se conecta a la parte inferior.

Aunque la industria de las obleas no cuenta con muchos empleados, los aspectos técnicos están firmemente controlados por Occidente, lo que genera una brecha evidente. Aún queda un largo camino por recorrer para resolver por completo este problema. Cabe destacar que Estados Unidos está fortaleciendo el sector de la fabricación de obleas. Empresas como TSMC, Samsung, Intel y GlobalFoundries impulsarán el desarrollo de la fabricación de obleas con los procesos más avanzados del país.

India vende entre cien y doscientos millones de teléfonos móviles al año, y por supuesto, debe desarrollar su industria manufacturera. La fabricación de maquinaria completa de China continental inevitablemente trasladará parte de su producción al extranjero (por ejemplo, Apple, Mi OV, etc., ya tienen capacidad de producción en India).

Por lo tanto, desde un punto de vista estratégico, es necesario fortalecer el sector de empaquetado y pruebas de chips en la fase inicial de la cadena de suministro. Solo así China podrá seguir ocupando un lugar importante en la cadena de suministro y garantizar que la posición central de "Hecho en China" se mantenga intacta.

El profesor Cai Zhikuang, del Instituto de Investigación de Empaques de Nantong de la Universidad de Correos y Telecomunicaciones de Nanjing, expresó con emoción que la sensación más común respecto al empaque últimamente es que "el color cambia después de olerlo". Por ejemplo, en una línea de producción de empaques BGA, si no hay suficiente capacidad de producción de sustratos BGA, no se atreverán a aceptar pedidos precipitadamente. El país debe aumentar la inversión y pasar cuanto antes de la etapa de "desilusión tras escuchar lo básico" a la de "entusiasmo tras escuchar lo básico", para que todos tengan sustratos y cada hogar tenga capacidad de producción.

Esta vez, nada más entrar en la sala de exposiciones de SEMICON, me topé con los stands de Shennan Circuit y Tianxin Interconnect. Uno fabricaba sustratos para encapsulados y el otro, encapsulados avanzados.                                  

El artículo de Jiwei.com explica las razones: Detrás de la grave escasez de sustratos de embalaje: los materiales y equipos de la cadena de suministro se han convertido en un cuello de botella para la expansión de la producción.

Lead frame is also an important packaging material, and production capacity is also lacking.

El hecho de que las empresas de diseño online estén "suplicando capacidad de producción" no carece de fundamento.

3. Empaquetado avanzado: combinado con oblea y SMT

1El embalaje avanzado también es de alta tecnología.

En las primeras etapas del desarrollo de la industria de semiconductores, el empaquetado de semiconductores siempre se ha considerado una industria con barreras técnicas relativamente bajas y costos laborales relativamente altos. El empaquetado es la industria más difícil para obtener ganancias en la cadena de la industria de circuitos integrados. Requiere un aumento continuo de la inversión para obtener el mínimo incremento por cada dólar invertido.

A medida que aumenta el nivel de integración de los chips, los requisitos técnicos para el encapsulado de semiconductores se vuelven cada vez más exigentes, lo que convierte al encapsulado de semiconductores en una tecnología cada vez más compleja. Han surgido todo tipo de encapsulados avanzados y nuevos procesos, lo cual me resulta asombroso.

A medida que aumenta la complejidad del empaquetado, el empaquetado avanzado se ha convertido en una importante fuente de incremento de la producción. En el futuro, se prevé que la proporción de las tres secciones del chip sea: 3 (diseño): 4 (oblea): 3 (empaquetado).

El empaquetado tradicional acepta pasivamente las propuestas de las empresas de diseño de chips. La tendencia actual indica que los fabricantes de chips necesitan cada vez más colaborar en el diseño con los fabricantes de empaquetado. En la era posterior a la Ley Moore, la tecnología de fabricación de componentes de chips impulsará el desarrollo de chips de alto rendimiento y alta densidad.

En la Cumbre de Semiconductores Jiwei 2019, Jiang Shangyi afirmó que el entorno de la industria de semiconductores ha experimentado cambios trascendentales. Esto se refleja principalmente en los siguientes aspectos: Primero, el progreso de la Ley de Moore se ha acercado a su límite físico, y los procesos de silicio más avanzados (como 7 nm y 5 nm) solo pueden utilizarse en un número muy reducido de productos de altísima demanda (como los chips principales de los teléfonos móviles); segundo, el progreso de la tecnología de encapsulado y placas de circuito impreso está relativamente atrasado, convirtiéndose gradualmente en un cuello de botella para el rendimiento del sistema; tercero, se avecina la era de la diversificación de los fabricantes de chips (empresas de diseño), y el mercado ya no estará en manos de unos pocos fabricantes. Según los diferentes sistemas y las necesidades específicas de cada unidad, la selección de unidades apropiadas y su reintegración mediante tecnología avanzada de encapsulado y placas de circuito impreso será una de las tendencias de desarrollo en la era posterior a la Ley de Moore.

Zheng Li, director ejecutivo de Changdian Technology, afirmó: «El encapsulado de semiconductores en la actualidad no se limita al proceso de sellar el chip en la carcasa, sino que también requiere docenas de procesos para el chip interno, el cableado del chip, la interfaz de interconexión e incluso la necesidad de reorganizar la oblea. Posteriormente, algunos chips deben colocarse e interconectarse con otros chips en el mismo encapsulado, y a veces es necesario conectarlos entre sí con alta densidad para que sus diversos módulos funcionales operen de forma orgánica. Por lo tanto, en la era posterior a la Ley de Moore, el encapsulado ya no se basa únicamente en el ancho y el espaciado de las líneas y el tamaño de integración, sino que se centra más en cómo mejorar el rendimiento del sistema y cómo mejorar la integración de todo el microsistema».

2,Combinación de fabricación de obleas de empaquetado y de la etapa inicial

Hay noticias sorprendentes: fabricantes de obleas como TSMC y SMIC también han entrado en la industria del empaquetado a nivel de oblea. Inicialmente pensé que esto era una amenaza para la industria del empaquetado, pero el CEO de Changdian, Zheng Li, cree que en realidad es algo positivo. Una vía de desarrollo para el empaquetado avanzado es el empaquetado a nivel de oblea (WLP). Si el empaquetado a nivel de oblea continúa desarrollándose en direcciones multidimensionales, como 2D, 2.5D y 3D, inevitablemente cooperará con los fabricantes de obleas. Esto se debe a que el fabricante de obleas tiene la capacidad de realizar el proceso de fabricación TSV (Through Silicon Via) en la oblea. En lo que respecta a las placas de transferencia de silicio, el fabricante de obleas también puede fabricar el interposer de silicio (Silicon Interposer), que es una oblea con cableado de alta densidad. La fábrica de empaquetado y pruebas debe llevar a cabo el proceso RDL (redistribución de obleas) y luego reintegrar el cableado a alta densidad en el nivel de empaquetado y pruebas.

Expertos del sector comentaron que existe una diferencia de aproximadamente el 10 % en el rendimiento del empaquetado y las pruebas de alta gama entre Changdian y ASE, lo que llevará tiempo corregir. Sin embargo, es posible que la velocidad de desarrollo del empaquetado y las pruebas en China continental sea mayor que la de la fabricación de obleas en la etapa anterior. Ya no es cosa del pasado considerar las pruebas beta cerradas como la fase de desarrollo. Hoy en día, existen numerosas intersecciones entre las pruebas beta cerradas y la fase de desarrollo. ¡Los desafíos están por todas partes y requieren perseverancia y paciencia!

3Combinación de empaquetado avanzado y montaje superficial SMT

In addition to the integration with wafer manufacturing described above, packaging and testing is also closely integrated with complete machine manufacturing (SMT as the core).

Hacia 2015, vi por primera vez una demostración de un paquete multichip, que integraba los componentes necesarios en un módulo, reduciendo la cantidad de problemas de empaquetado y cableado, ahorrando espacio, mejorando el rendimiento y reduciendo el coste de toda la máquina.

Los sistemas integrados en paquete (SiP) y el montaje superficial (SMT) son inseparables. Los principales fabricantes de equipos, como ASM-PT y K&S, fueron los primeros en fabricar máquinas de montaje superficial. El SiP puede reducir problemas como la compatibilidad de procesos, la mezcla de señales, la interferencia de ruido y la interferencia electromagnética que se presentan durante la integración de sistemas de chips.

Los módulos frontales de RF para teléfonos móviles (PAMiD, etc.) utilizan principalmente SiP o procesos similares. Kaiyuan Communications Jia Bin afirmó que la popularización del 5G ha traído cada vez más componentes de radiofrecuencia a los teléfonos móviles. Si se empaquetan por separado y luego se colocan en la placa PCB para su conexión, es posible que el teléfono móvil no quepa en ellos, por lo que es mejor integrarlos. Los procesos básicos de los chips de radiofrecuencia como SAW, BAW, PA, LNA y RF Switch son diferentes. No se pueden utilizar soluciones SoC. En cambio, se pueden empaquetar varios chips en módulos utilizando empaquetado a nivel de sistema y otros procesos. Grandes nombres internacionales como Skyworks, Qorvo, Avago (adquisición de Broadcom), Qualcomm, etc. hacen esto. Busqué en línea y encontré que hay muchos procesos de radiofrecuencia, como GaAs, CMOS de silicio masivo, SOI (sustrato aislante de silicio), MEMS basado en silicio, SiGe (silicio-germanio), etc.

El módulo de cámara y el módulo de reconocimiento de huellas dactilares utilizan tecnología COB (Chip on Board). El chip no viene encapsulado, sino que se corta directamente en obleas desnudas (Dies), lo que pospone los procesos de unión y otros encapsulados hasta la etapa del módulo.

El chip común, conocido como "chip de estiércol de vaca", también utiliza el proceso COB. El chip desnudo se fija a la placa de circuito impreso mediante un equipo de unión, y luego se le aplica resina epoxi. Posteriormente, se añaden otros componentes mediante el proceso SMT, dando como resultado la placa de circuito impreso. Así es como funciona la placa de control del teléfono de identificación de llamadas. Los círculos de hilo dorado representan los numerosos hilos de oro que rodean el chip.

Nota: Panel de control del teléfono CID (fotografiado por el autor Dai Hui en Tianxunlong)

4. Embalaje avanzado: disputas sobre patentes

Inevitablemente, las batallas por patentes también se darán en el sector del embalaje. El Sr. Mark, director del departamento de consultoría de propiedad intelectual de Jiweiwang, relató un caso clásico de la disputa entre empresas chinas y extranjeras por patentes de embalaje, que surgió en la industria de los micrófonos MEMS.

La empresa estadounidense Knowles, pionera en la aplicación de la tecnología MEMS a la fabricación de micrófonos para sustituir los electretos tradicionales, solicitó una patente básica de empaquetado en el año 2000. Basándose en esta patente, Knowles interpuso demandas por infracción de patentes contra la estadounidense Akustica, la singapurense Memstech, la estadounidense ADI, la británica Wolfson, la surcoreana Baoxing, la estadounidense Amkor y la china Goertek en 2006, e incluso inició una investigación en virtud del artículo 337.

El fabricante chino de micrófonos MEMS, AAC, firmó un acuerdo de licencia de patentes con Knowles desde el principio para evitar litigios. Sin embargo, las elevadas tarifas de licencia de patentes se han convertido en una realidad que las empresas chinas deben afrontar. En contraste, la cadena industrial en Taiwán, China, presta mayor atención a eludir la patente estadounidense de Knowles. Liderada por el Instituto de Investigación Industrial de Taiwán, en colaboración con importantes fabricantes electroacústicos como Meilu, se han utilizado al menos siete patentes en torno a la patente de encapsulado de Knowles para sortearla. Sin embargo, fue precisamente debido a este excesivo énfasis en evitar las patentes básicas de Knowles que las ventajas iniciales de Taiwán en la fabricación de semiconductores no se aprovecharon en el campo de los micrófonos MEMS, perdiendo oportunidades de mercado y convirtiéndose finalmente en los equivalentes de China continental como AAC y Goertek.

cinco,sellarEmbalarequipo:"El ascenso del grupo"

He presenciado el auge de los grupos de la industria telefónica y de conmutadores programados, comunicaciones móviles y telefonía móvil, y también he contribuido al surgimiento de grupos en la industria de chips de China continental. El término "auge de grupos" resulta más apropiado al referirse a la industria de equipos de embalaje y prueba.

En SEMICONChina 2021, pude observar la localización de muchas categorías de equipos de embalaje y prueba. El embalaje incluye equipos de rectificado, corte (DICING), DIE BOND (unión de cristales), WIRE BOND (unión de cables) y otras áreas principales.

El desarrollo de equipos nacionales será de gran ayuda para desmantelar el monopolio, reducir los costos, mejorar el rendimiento y aumentar la eficiencia.

En la Conferencia de Embalaje de 2020 celebrada en Tianshui, Hua Tianxiao Shengli afirmó que las empresas de embalaje y pruebas deberían adherirse al concepto de cooperación por encima de la competencia, fomentar activamente la construcción de equipos y materiales nacionales y completar gradualmente la plataforma de pruebas.

El uso de equipos nacionales para romper el monopolio de los equipos occidentales puede reducir eficazmente los costes, lo cual resulta evidente en el sector del embalaje.

Xinqi Micro Devices, which has just been listed on the Science and Technology Innovation Board, has filled the gap in domestic maskless lithography equipment. Its direct-write lithography equipment serves the PCB (printed circuit board) and pan-semiconductor (FPD display) fields, and is planning direct-write lithography equipment for wafer-level packaging (WLP). After the listing, the stock price skyrocketed, and the entire semiconductor sector also experienced a rise (hopefully not just a rebound).

Nota: El autor Dai Hui y Qu Lujie, científico jefe de Xinqi Micro Devices, en el stand.

En lo que respecta a las máquinas de unión de chips, Dongguan Plessin cubrió en su momento la brecha existente en el mercado nacional de máquinas de unión de chips lineales a nivel de circuitos integrados (DIE BOND).

Wang Lin from Beyond Moore Fund contributed a case: Leiming Laser launched laser grooving + laser hidden cutting equipment with performance comparable to that of Western companies, breaking the market monopoly.

6. Equipos de prueba: “El auge de los grupos”

El equipo de prueba incluye principalmente la máquina clasificadora Handler para pruebas a nivel de chip, la estación de sondas Probe para pruebas a nivel de oblea y la máquina de prueba automática ATE.

Existen grandes oportunidades para la localización de equipos de ensayo. Los nuevos procesos requieren personalización, y es posible utilizar equipos nacionales en una sola etapa para lograr una mayor eficiencia y un mejor rendimiento.

Shenzhen Silicon Electric es un fabricante de estaciones de sondeo y máquinas de clasificación.

Note: Author Dai Hui and Professor Hu Hong of Harbin Institute of Technology at the silicone booth

Zhang Yue, CEO of Yuexin Technology, introduced me to the main product Memory memory testing equipment, which has done a lot of work on high efficiency, consistency, and stability.

Accelerate Technology launches high-performance ATE automatic testing machine, combined with artificial intelligence.

Nota: El autor Dai Hui y el director ejecutivo de Acceleration Technology, Wu Gang, en el stand.

Shaoxing Hongbang exhibió una variedad de máquinas de prueba y clasificación de dispositivos eléctricos. Me puse manos a la obra y las probé.

Nota: Máquina de prueba de dispositivos discretos exhibida por Shaoxing Hongbang.

Nanjing Hongtai Semiconductor exhibió una serie de productos de prueba automatizada (ATE) para semiconductores. En 2019, adquirió por completo la empresa japonesa Azurtest Co., Ltd. (Azurtest), famosa por su tecnología de pruebas analógicas.

Nota: Hongtai Semiconductor exhibe la máquina de prueba de señales mixtas MS8000.

También se están desarrollando empresas de servicios relacionados. Shanghai Jifeng Electronics ofrece servicios como análisis de materiales, análisis de fallos y certificación de fiabilidad.

Siete,Materiales de embalaje:desarrollo constante

En el campo de los materiales, China continental también está poniéndose al día, como en el caso de los sustratos y los marcos de plomo, sobre los que recientemente se ha "debatido un cambio de color base".

La industria electrónica utiliza grandes cantidades de oro, un metal precioso, principalmente en la unión de cables de los encapsulados. La industria sigue promoviendo el uso de cobre (o incluso aluminio) para reemplazar el oro en cada vez más aplicaciones, y las empresas chinas también han realizado importantes esfuerzos en este sentido.

Shenzhen's chip manufacturing industry is slower than some domestic cities, so it plans to overtake in corners. Starting in 2020, Shenzhen will promote the development of a new generation of information and communication technology. Bi Yalei, secretary-general of the Shenzhen Robot Association, said that on December 30, 2020, the Advanced Academy of Sciences of the Chinese Academy of Sciences established the Shenzhen International Innovation Institute of Advanced Electronic Materials (hereinafter referred to as the "Electronic Materials Institute") in Bao'an, focusing on high-end advanced electronic packaging materials and aiming to promote the localization of high-end electronic materials to "break through."

8. Verdadero héroe "esencial": No olvides el "esencial" original y acumula miles de kilómetros de silicio.

El Sr. Ding Wenwu, director del Fondo Nacional de Circuitos Integrados, publicó una canción titulada "Verdaderos héroes de los chips", en la que expresa los sentimientos más profundos de muchos profesionales del sector: usar nuestros "núcleos" para hacer realidad juntos el "sueño de los núcleos" de China; que nuestros "núcleos" sean como las estrellas y el mar, haciendo que el mundo sea interconectado e interactivo.

Descargo de responsabilidad: Este artículo se reproduce de «Dai Hui Steve», que apoya la protección de los derechos de propiedad intelectual. Por favor, indique la fuente original y el autor al reproducirlo. Si existe alguna infracción, contáctenos para que lo eliminemos.