در سال ۱۹۵۸، جک اس. کیلبی، که در شرکت تگزاس اینسترومنتس (TI) کار می‌کرد، با اتصال چندین ترانزیستور، مقاومت و خازن با استفاده از یک زیرلایه ژرمانیوم (Ge)، اولین مدار مجتمع جهان را با موفقیت توسعه داد. متعاقباً، رابرت نویس مدار مجتمع مبتنی بر سیلیکون (Si) را اختراع کرد. اکثر کاربردهای نیمه‌هادی امروزی، مدارهای مجتمع مبتنی بر سیلیکون (به اصطلاح نیمه‌هادی‌های نسل اول) هستند. تراشه‌ها به "روغن" صنعت مدرن تبدیل شده‌اند.

When the chip industry first started, it was all in the IDM (Integrated Device Manufacturing) model. INTEL and TI both designed and manufactured chips, making it difficult for small companies to get involved in the chip industry.

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.

Technology veteran Dai Hui I have always wanted to share a past incident, and today I finally got the chance. As early as 1993, Teacher Wang Xiangfu led our class to do an internship in Wuxi, manually welding circuit boards on the assembly line. Every morning and evening, I see a high-walled and heavily guarded compound with two big characters on the big sign: Huajing. At the time I was still wondering what this was for. At this time, the 5-inch 3um production line of Project 908 is under construction in full swing.

Taiwan's chip outsourced semiconductor assembly and testing industry (OSAT, Outsourced Semiconductor Assembly and Testing) has developed rapidly. ASE and Silicon Products were both established in 1984.

Countless asset-light chip design companies have grown up, such as the famous Qualcomm and NVIDIA, and mainland China has also made great strides into the field of generation chip design. In 1991, Lenovo's Ni Guangnan made chips, and Huawei's Xu Wenwei also made chips (manufactured by Texas Instruments). Guowei was established in 1993 and became the Huangpu Military Academy of Shenzhen's chip industry. There are currently thousands of chip design companies in mainland China (some say tens of thousands).

البته، مدل IDM با دارایی‌های سنگین همیشه وجود داشته است و هر دو مدل مزایای خاص خود را دارند. AMD نمونه موفقی از تبدیل مدل IDM به FABLESS است، در حالی که INTEL همیشه به IDM پایبند بوده و اخیراً به مدل IDM2.0 ارتقا یافته است، سرمایه‌گذاری زیادی در بسته‌بندی پیشرفته انجام داده و دوباره وارد بازار ریخته‌گری ویفر شده است.

The closed beta process is "hidden in the boudoir" and is unfamiliar to the public. In fact, packaging and testing can be independent and can be done in one factory or in different factories. The packaging and testing adopts the business model of "processing with supplied materials", and orders come from semiconductor design manufacturers.

Traditional chip-scale packaging is to seal the die after cutting the wafer into a closed space (casing) to protect it from the influence of the external environment, impurities and physical forces. At the same time, the corresponding pins (or pins) are drawn out, and finally used as a basic component.

فناوری بسته‌بندی در سطح ویفر (بسته‌بندی در سطح ویفر) فناوری‌ای است که کل ویفر را بسته‌بندی و آزمایش می‌کند و سپس آن را برش می‌دهد تا یک تراشه نهایی واحد به دست آید. اندازه تراشه بسته‌بندی شده همان اندازه تراشه بدون روکش است.

آزمایش IC از روش‌های مختلفی برای تشخیص نمونه‌های تراشه بی‌کیفیت استفاده می‌کند. این آزمایش عمدتاً به دو مرحله تقسیم می‌شود: یکی آزمایش ویفر قبل از ورود به بسته‌بندی؛ دیگری آزمایش محصولات نهایی IC پس از بسته‌بندی. در حال حاضر، آزمایش بصری نیز در مرحله بسته‌بندی معرفی شده است.

شهودی‌ترین احساسی که در نمایشگاه بین‌المللی نیمه‌هادی‌ها (SEMICON CHINA 2021) داشتم این بود که صنعت بسته‌بندی و آزمایش در سرزمین اصلی چین در حال رشد است و این امر منجر به ظهور گروه‌های تجهیزات و مواد شده است. بسیاری از دسته‌های تجهیزات، مدل‌های داخلی دارند، مانند تجهیزات Zhongke Feichi، Plessin، Leiming Laser، Silicon Power، Yuexin، Acceleration، Hongtai، Hongbang، Octavia Ideal و بسیاری از شرکت‌های دیگر. در حال حاضر، سهم بازار تجهیزات داخلی هنوز بسیار کم است و فضای زیادی برای توسعه آینده وجود دارد.

البته، فناوری بسته‌بندی و آزمایش در حوزه‌ی تراشه‌های تکی (قطعات گسسته مانند مقاومت، خازن و سلف، LED، نمایشگر و پلی‌سیلیکون خورشیدی) نیز استفاده می‌شود که در این مقاله مورد بحث قرار نخواهد گرفت. Xinqi Micropackage بر روی PCB و نمایشگر (FPD) و سایر زمینه‌ها تمرکز دارد.

یکی،سرزمین اصلیصنعت بسته‌بندی و آزمایش: پررونق20سال

At present, the top ten semiconductor packaging and testing manufacturers in the world mainly include China Taiwan ASE (excluding Silicon Products and USI), American Amkor, Changdian Technology (Mainland), Silicon Products (Taiwan), Licheng (Taiwan), Tongfu Microelectronics (Mainland), Huatian Technology (Mainland), Singapore United Testing, KYEC Radio (Taiwan) and Xinbang Technology (Taiwan). Mainland China’s “Three Musketeers” Changdian Technology, Tongfu Microelectronics and Huatian Technology rank among the top ten.

در طول رونق ساخت و ساز صنعت نیمه هادی در دو یا سه سال گذشته، صدها شرکت از سرزمین اصلی وارد حوزه بسته بندی و آزمایش شده‌اند. سهم کلی سرزمین اصلی چین از صنعت بسته بندی و آزمایش جهانی رو به افزایش است و از 50 درصد فراتر خواهد رفت.حتی فاکسکان وارد حوزه بسته‌بندی شده است. این عدد مشابه سهم جهانی چین از ظرفیت تولید برد مدار چاپی (PCB) و SMT (Surface Mount) است. بیش از 30،000 خط تولید SMT در سرزمین اصلی چین وجود دارد که بیش از نیمی از کل جهان را تشکیل می‌دهد. زمانی یک شوخی وجود داشت: اگر در دونگوان ترافیک وجود داشته باشد، قیمت محصولات الکترونیکی در سراسر جهان نوسان خواهد کرد.

عموماً اعتقاد بر این است که سطح شرکت‌های بسته‌بندی و آزمایش سرزمین اصلی اساساً با سطح پیشرفته بین‌المللی همگام شده است. اولین صنعتی که شرکت نیمه‌رسانای سرزمین اصلی در آن به طور همه‌جانبه رهبری جهان را بر عهده خواهد گرفت، به احتمال زیاد صنعت بسته‌بندی و آزمایش است.

انتظار می‌رود تراشه‌های مورد استفاده در صنعت تولید کامل ماشین‌آلات اساساً در سرزمین اصلی چین بسته‌بندی شوند؛ تراشه‌های بسته‌بندی‌شده در سرزمین اصلی چین نیز در مقیاس وسیع به بازارهای نوظهور تولید کامل ماشین‌آلات (مبتنی بر SMT) مانند ویتنام/هند صادر می‌شوند.

به عبارت دیگر، اگر سرزمین اصلی چین صنعت بسته‌بندی را توسعه ندهد، پس از جابجایی بخشی از ظرفیت تولید SMT در آینده، جایگاه اصلی سرزمین اصلی در زنجیره تأمین الکترونیک تضعیف خواهد شد.

شایان ذکر است که زنجیره تأمین تجهیزات و مواد بسته‌بندی در سطح بین‌المللی متنوع است و بیشترین حجم آن در اروپا، ایالات متحده، ژاپن و تایوان متمرکز است.

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.

توسعه صنعت بسته‌بندی سرزمین اصلی چین دارای گره‌های کلیدی زیر است.

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

قبل از سال ۲۰۰۰، عمدتاً در مرحله بسته‌بندی سنتی بود. پس از آن، بسته‌بندی پیشرفته به سرعت توسعه یافت و سرزمین اصلی چین این فرصت را داشت که به آن برسد و از آن پیشی بگیرد.

منطق کلی توسعه صنعتی این است: بازار مصرف عظیم لوازم الکترونیکی چین و نیروی کار فراوان، صنعت الکترونیک را به پیش می‌راند. شرکت‌های تراشه‌سازی با بودجه خارجی، بسته‌بندی و آزمایش تراشه را به سرزمین اصلی چین ارسال می‌کنند و سپس آن را مستقیماً به کارخانه کامل ماشین‌آلات می‌فرستند. به عنوان مثال، کارخانه بسته‌بندی AMD در سوژو ارتباط نزدیکی با صنعت تولید مادربرد کامپیوتر در پارک صنعتی سوژو دارد.

Without the drive of the whole machine industry, chips cannot be made. This is very important to me because I come from a complete machine background.

صنعت بسته‌بندی پیشرفته سرزمین اصلی چین در جنوب جیانگ‌سو مستقر است و زمان، مکان و افراد مناسبی دارد. این صنعت به شهرک صنعتی سوژو، شرکت‌های ODM/IDH شانگهای (مانند Huaqin/Wingtech/Longqi و غیره) و تعداد زیادی از شرکت‌های طراحی تراشه در ژانگ‌جیانگ نزدیک است.

سه شرکت بزرگ بسته‌بندی و آزمایش، تونگفو میکرو (سرمایه‌گذاری مشترک در سال ۱۹۹۷)، چانگدیان (بازسازی شده در سال ۲۰۰۰) و گانسو هواتیان (تأسیس شده در سال ۲۰۰۳)، همگی بر اساس کارخانه‌های اولیه قطعات الکترونیکی گسسته توسعه یافته‌اند.

شرکت Silicon Products در پایان سال ۲۰۰۲، شرکت Silicon Products Technology (Suzhou) را در پارک صنعتی سوژو تأسیس کرد. ASE از سال ۲۰۰۲ در پارک فناوری پیشرفته ژانگ‌جیانگ شانگهای سرمایه‌گذاری و کارخانه‌هایی را راه‌اندازی کرده است. شرکت Jingfang Technology در ژوئن ۲۰۰۵ در سوژو تأسیس شد و فناوری آن از اسرائیل سرچشمه می‌گیرد.

2. Self-designed copycat GSM mobile phones have brought about great development in mainland China’s chip design industry and also driven the packaging industry.

در سال ۲۰۰۰، تعداد کاربران تلفن همراه GSM در چین دو برابر شد و به بیش از ۱۰۰ میلیون نفر رسید و این کشور را به بزرگترین بازار تلفن همراه جهان تبدیل کرد. کارخانه‌های تلفن همراه نوکیا در دونگوان و سامسونگ در هویژو هر دو در مقیاس بزرگ هستند و برندهای تلفن همراه محلی نیز شروع به توسعه کرده‌اند.

از سال ۲۰۰۶، با افزایش پوشش جهانی GSM (و تغییر این سوءتفاهم که 3G جایگزین GSM خواهد شد)، موجی از تلفن‌های همراه GSM با طراحی داخلی سفیدرنگ آغاز شد.

صنعت طراحی تراشه محلی در سرزمین اصلی چین نیز اولین انفجار بزرگ خود را تجربه کرده است که این امر نیز به بسته‌بندی پیشرفته رونق زیادی بخشیده است.

دو ژنگ، مدیرعامل Corestar که زمانی در Howe کار می‌کرد، گفت که CIS (حسگر تصویر CMOS) الزاماتی برای ویفر، بسته‌بندی و آزمایش دارد و مستلزم آن است که کل فرآیند به کیفیت خوبی دست یابد.

جینگ‌فانگ فناوری بسته‌بندی را از اسرائیل معرفی کرد و هاوی نیز در این سرمایه‌گذاری مشارکت داشت. 70 درصد از ظرفیت تولید بسته‌بندی کارخانه‌های جینگ‌فانگ و هواتیان کونشان زمانی فقط توسط CIS شرکت گکو میکرو ارائه می‌شد.

در مورد آزمایش، محصولات CIS نیز دستخوش تحول شده‌اند.

بررسی کیفیت تصویر حسگرهای تصویر اولیه Gekewei باید با چشم انسان قضاوت شود. با گسترش سریع بازار تلفن همراه GSM با برند سفید، Gekewei که به عنوان یک CIS بسیار مقرون به صرفه (با وضوح تصویر کم تا ۱۰۰۰۰۰ پیکسل) شروع به کار کرد، به گسترش خود ادامه داده است. این شرکت بارها و بارها، عمدتاً برای آزمایش، به محل برگزاری خود در ژانگجیانگ نقل مکان کرده است و پر از دختران جوان است.

نکته: در روزهای اولیه آیفون، عملکرد دوربین به صورت دستی آزمایش می‌شد. تصویر «دختر آیفون» را در سال ۲۰۰۸ نشان می‌دهد.

با توسعه اتوماسیون و هوش مصنوعی، دو ژنگ اعلام کرد که اکنون تجهیزات اتوماسیون (هدایت‌کننده‌ها) و روش‌های تشخیص هوش مصنوعی قدرتمندی وجود دارد. آقای میائو شیائویونگ از شرکت بسته‌بندی Tongfu Microelectronics اعلام کرد که با Xinshida در فرآیند WLCSP (بسته‌بندی در اندازه تراشه در سطح ویفر) همکاری می‌کند. این تراشه با ادغام بسته‌بندی در مقیاس تراشه (CSP) و بسته‌بندی در سطح ویفر (WLP) در یک تراشه، ویژگی‌های "کوتاه، سبک و نازک" را دارد که با روند توسعه لوازم الکترونیکی مصرفی به سمت هوشمندسازی و کوچک‌سازی مطابقت دارد.

لائو یائو (وانگ یان‌هویی)، بنیانگذار Jiwei.com، در سال ۲۰۰۷ نیز تجهیزات کوچک را آزمایش کرد، اما بعداً متوجه شد که در رسانه‌ها استعداد بیشتری دارد، اما همیشه به این صنعت توجه داشته است. او گفت: بسیاری از شرکت‌های طراحی تراشه، تجهیزات آزمایش را خودشان خریداری/انتخاب می‌کنند و در خط تولید آزمایش قرار می‌دهند.

اتفاقاً اپل هم همین کار را در خط تولید خود انجام می‌دهد.

3، 20۱۴ سال بعد، شرکت‌های بسته‌بندی جهانی با هم ادغام شدند و شرکت‌های چینی از ادغام و اکتساب برای ورود به بسته‌بندی پیشرفته و جذب مشتریان عمده استفاده کردند.

شرکت Changdian Technology شرکت STATS ChipPAC سنگاپور را خریداری کرد، شرکت Tongfu Microelectronics کارخانه‌های بسته‌بندی و آزمایش Suzhou و Penzhou شرکت AMD را خریداری کرد، شرکت Huatian Technology شرکت‌های FCI و Unisem را در ایالات متحده خریداری کرد و شرکت Jingfang Technology شرکت‌های Zhi Ruida و Anteryon و غیره را خریداری کرد.

هوش مصنوعی به شدت پیشرفت کرده، سود AMD سر به فلک کشیده، مادر سو (سو زیفنگ) از ته دل لبخند می‌زند و تونگفو نیز از این پیشرفت پیروی کرده است.

4. Shenzhen Memory drives the rapid development of storage packaging

Huaqiangbei is the earliest professional electronics market in China. PC memory modules are also one of the hottest products in the machine market. This is also where Shenzhen Memory started.

در سال ۲۰۱۴، با توسعه تلفن‌های هوشمند و اینترنت موبایل (که توسط WeChat ارائه می‌شود)، تقاضا برای فضای ذخیره‌سازی نیز بسیار افزایش یافته است، به خصوص برای عکس‌ها، و حافظه ۱۲۸ گیگابایتی تلفن همراه من کافی نیست. در سال ۲۰۱۸، صنعت نیمه‌هادی جهانی به ۴۷۶.۷ میلیارد دلار آمریکا رسید. در میان آنها، حافظه، به عنوان بزرگترین دسته نیمه‌هادی، تقریباً ۳۵٪ از بازار نیمه‌هادی را تشکیل می‌دهد. در آن سال، سرزمین اصلی چین تقریباً ۳۱۰ میلیارد دلار مدار مجتمع وارد کرد که تقریباً ۱۰۰ میلیارد دلار آن در فضای ذخیره‌سازی بود. Yangtze Memory و Hefei Changxin کارخانه‌های ویفر خود را در سرزمین اصلی چین دارند.

The growth potential of mainland brand memory is very good. One area in Shenzhen has gathered many excellent memory brand companies such as Kintek, Creative, Acer, Longsys, Memory, Baiwei, and Jiaho Jinwei (in no particular order). Shenzhen Technology (acquired Kingston's Payton) and Konka have entered the market. These companies have entered the field of chip packaging and module packaging.

با توجه به تقاضا برای حافظه در شنژن، شرکت‌هایی مانند Taiji Semiconductor، Changdian Technology و Tongfu Microelectronics نیز سخت تلاش می‌کنند تا بسته‌بندی و آزمایش حافظه را توسعه دهند.

در اینجا داستان دیگری در مورد هدایت تجهیزات داخلی وجود دارد. در سال ۲۰۱۳، مشتریان انبار شرکت فناوری شنژن کایی، که راهکارهای فناوری تولید را برای صنعت تولید الکترونیک ارائه می‌دهد، نیاز به بازرسی‌های خودکار تضمین‌شده را مطرح کردند. کایی برای توسعه محصولات مرتبط به تأمین‌کنندگان کره جنوبی و ژاپن مراجعه کرد، اما به دلیل الزامات دقت اندازه‌گیری بالا و دشواری الگوریتم نرم‌افزار، آنها را رد کرد. در نهایت، آنها با تولیدکننده محلی شنژن اکتاویا همکاری کردند. اکتاویا تجربه بالغ خود در زمینه SMT را به فرآیند بسته‌بندی منتقل کرد تا به بازرسی بصری مداوم آنلاین دست یابد. این امر در سال ۲۰۱۵ شروع به آنلاین شدن کرد و در انبارها، بسته‌بندی حسگرها و سایر محصولات به کار گرفته شد.

۵. هوش مصنوعی اینترنت اشیا و وسایل نقلیه الکتریکی، موج جدیدی از بسته‌بندی پیشرفته را ایجاد می‌کنند.

در نمایشگاه SEMICON CHINA 2021، می‌توان مشاهده کرد که بسته‌بندی پیشرفته و بسته‌بندی با چگالی بالا به سرعت در حال توسعه هستند.

با توسعه عصر هوش مصنوعی اینترنت اشیا، نوشیدن چای (اضافه کردن خودکار آب به آب جوش)، سیگار کشیدن (سیگار الکترونیکی)، باز کردن در (قفل‌های هوشمند)، جارو کردن زمین (ربات‌ها) و مطالعه در خانه (لپ‌تاپ‌ها) همگی به تعداد زیادی تراشه مجهز شده‌اند.

تسلا کارخانه‌ای در لینگانگ می‌سازد. چین زیرساخت‌های جدیدی راه‌اندازی کرده و ایستگاه‌های شارژ ساخته است و صنایع خودروهای برقی و خودروهای دوچرخ برقی توسعه زیادی یافته‌اند که تقاضای زیادی برای تراشه‌ها ایجاد کرده است. تراشه‌های درجه خودرو الزامات بالایی برای قابلیت اطمینان و الزامات ویژه‌ای برای بسته‌بندی دارند.

صنعت بسته‌بندی در چین با رشد انفجاری مواجه است و شرکت‌های زیادی به آن هجوم آورده‌اند. نینگبو وارد عمل شد. شرکت تازه تأسیس Yongsi Electronics مستقیماً خود را در جایگاه بسته‌بندی پیشرفته قرار داد و با پیشرفت سریع وارد جمع غول‌ها شد. گفته می‌شود که در حال حاضر رتبه بسیار بالایی در این کشور دارد.

۲. توسعه بسته‌بندی و آزمایش در سرزمین اصلی چین: صنعت الکترونیک نمی‌تواند از چین دوری کند

محصولات الکترونیکی که هسته اصلی آنها تلفن همراه است، بزرگترین محصولات صادراتی چین هستند و پس از آن منسوجات قرار دارند. آیا هنوز آن جوک را که در روزهای اولیه اصلاحات و سیاست درهای باز، ۱۰۰ میلیون شلوار با یک هواپیما معاوضه می‌شد، به خاطر دارید؟

از یک دیدگاه کلان، مبارزه جهانی با این بیماری همه‌گیر را نمی‌توان از محصولات الکترونیکی جدا کرد؛ از یک دیدگاه خرد، افراد زیادی هستند که هنگام دوش گرفتن تلفن همراه خود را در دست می‌گیرند!

The supply chain of electronic information technology products is very complex. The numerous parts, complex software and hardware designs and process requirements clearly reflect China’s engineer dividends and manufacturing dividends. Therefore, this is the industry that is most difficult to decouple from China. Even if it is “deglobalized”, it cannot be “de-Sinicized”.

The production process of electronic products is roughly divided into three parts: wafer, packaging, and complete machine manufacturing (SMT surface mounting is the core). The wafer is connected to the packaging test, and the complete machine is connected to the bottom.

اگرچه افراد زیادی در صنعت ویفر مشغول به کار نیستند، اما عناصر فنی به شدت توسط غرب کنترل می‌شوند و این شکاف آشکار است. هنوز راه دشواری برای حل کامل مشکل "گیر کردن گردن" در پیش است. شایان ذکر است که ایالات متحده در حال تقویت حوزه تولید ویفر است. TSMC/Samsung/INTEL/GlobalFoundries با جدیت تولید ویفر را با پیشرفته‌ترین فرآیندهای ایالات متحده توسعه خواهند داد.

هند سالانه یک تا دویست میلیون تلفن همراه می‌فروشد و البته باید صنعت تولید خود را توسعه دهد. تولید کامل ماشین‌آلات در سرزمین اصلی چین ناگزیر بخشی از آن را به خارج از کشور منتقل خواهد کرد (برای مثال، اپل، شیائومی و غیره در حال حاضر ظرفیت تولید در هند را دارند).

بنابراین، از دیدگاه استراتژیک، تقویت حوزه بسته‌بندی و آزمایش تراشه‌های بالادستی ضروری است. تنها از این طریق است که چین می‌تواند همچنان حلقه مهمی در زنجیره تأمین را در اختیار داشته باشد و تضمین کند که جایگاه اصلی کلی «ساخت چین» بدون تغییر باقی بماند.

پروفسور کای ژیکوانگ از موسسه تحقیقات بسته‌بندی نانتونگ دانشگاه پست و مخابرات نانجینگ با هیجان گفت که بزرگترین احساسی که اخیراً در مورد بسته‌بندی وجود دارد این است که "رنگ آن پس از بو کردن تغییر می‌کند." به عنوان مثال، در یک خط تولید بسته‌بندی BGA، اگر ظرفیت تولید بستر BGA کافی نباشد، آنها جرات نمی‌کنند سفارش‌ها را عجولانه بپذیرند. کشور باید سرمایه‌گذاری را افزایش دهد و در اسرع وقت از مرحله "تغییر رنگ پس از شنیدن اصول اولیه" به مرحله "رقص پس از شنیدن اصول اولیه" حرکت کند، به طوری که همه بستر داشته باشند و هر خانوار ظرفیت تولید داشته باشد.

This time, as soon as I entered the SEMICON exhibition hall, I bumped into the booths of Shennan Circuit and Tianxin Interconnect. One hand was making packaging substrates, and the other was making advanced packaging.                                  

مقاله Jiwei.com دلایل آن را بیان می‌کند: کمبود جدی زیرلایه‌های بسته‌بندی: مواد و تجهیزات بالادستی به گلوگاهی برای گسترش تولید تبدیل شده‌اند.

قاب سربی نیز یک ماده بسته‌بندی مهم است و ظرفیت تولید آن نیز کم است.

این واقعیت که شرکت‌های طراحی آنلاین «برای ظرفیت تولید التماس می‌کنند» بی‌اساس نیست.

3. بسته بندی پیشرفته: همراه با ویفر و SMT

1بسته‌بندی پیشرفته نیز از فناوری پیشرفته‌ای برخوردار است

In the early stages of the development of the semiconductor industry, semiconductor packaging has always been regarded as an industry with relatively low technical barriers and relatively intensive labor costs. Packaging is the most difficult industry to make money in the integrated circuit industry chain. It needs to continuously increase investment to earn the marginal increment of every dollar.

As the integration level of chips increases, the technical requirements for semiconductor packaging are getting higher and higher, which makes semiconductor packaging no longer a simple technology. All kinds of advanced packaging and new processes have appeared, which makes me dazzled.

با افزایش پیچیدگی بسته‌بندی، بسته‌بندی پیشرفته به منبع مهمی برای افزایش تولید تبدیل شده است. در آینده، انتظار می‌رود نسبت سه بخش تراشه به صورت زیر باشد: ۳ (طراحی): ۴ (ویفر): ۳ (بسته‌بندی).

بسته‌بندی سنتی به طور منفعلانه ترتیبات شرکت‌های طراحی تراشه را می‌پذیرد. روند فعلی این است که تولیدکنندگان طراحی تراشه به طور فزاینده‌ای نیاز به طراحی مشارکتی با تولیدکنندگان بسته‌بندی دارند. در دوران پس از مور، فناوری تولید تراشه در پشت صحنه، توسعه تراشه‌ها را به سمت عملکرد و چگالی بالا سوق خواهد داد.

At the 2019 Jiwei Semiconductor Summit, Dad Jiang (Jiang Shangyi) believed that the semiconductor industry environment has undergone tremendous changes. This is mainly reflected in the following aspects: First, the progress of Moore's Law has approached the physical limit, and the most advanced silicon processes (such as 7nm, 5nm) can only be used by a very small number of extremely high-demand products (such as mobile phone main chips); second, the progress of packaging and circuit board technology is relatively backward, gradually becoming a bottleneck for system performance; third, the era of chip (design company) diversification is coming, and the market will no longer be in the hands of a few manufacturers. According to different systems and the special needs of each unit, selecting appropriate units and reintegrating them through advanced packaging and circuit board technology will be one of the development trends in the post-Moore era.

ژنگ لی، مدیرعامل شرکت فناوری چانگدیان، گفت: «بسته‌بندی نیمه‌هادی در عصر حاضر نه تنها فرآیند آب‌بندی تراشه در پوسته است، بلکه به ده‌ها فرآیند برای تراشه داخل، سیم‌کشی تراشه، رابط اتصال و حتی نیاز به سازماندهی مجدد ویفر نیز نیاز دارد. پس از آن، برخی از تراشه‌ها باید چیدمان شده و با تراشه‌های دیگر در همان بسته به هم متصل شوند و گاهی اوقات لازم است که نه تنها این، بلکه این تراشه‌ها باید با چگالی بالا به هم متصل شوند تا ماژول‌های عملکردی مختلف آنها بتوانند به صورت ارگانیک کار کنند. بنابراین، در دوران پس از قانون مور، بسته‌بندی دیگر فقط بر اساس عرض خط و فاصله خطوط و اندازه ادغام نیست، بلکه بیشتر در مورد چگونگی بهبود عملکرد سیستم و چگونگی بهبود ادغام کل میکروسیستم است.»

2،ترکیبی از بسته‌بندی و تولید ویفر در مراحل اولیه

خبر تکان‌دهنده‌ای وجود دارد: کارخانه‌های تولید ویفر مانند TSMC و SMIC نیز وارد صنعت بسته‌بندی در سطح ویفر شده‌اند. در ابتدا فکر می‌کردم این تهدیدی برای صنعت بسته‌بندی است، اما ژنگ لی، مدیرعامل Changdian، فکر می‌کند که این در واقع چیز خوبی است. یکی از مسیرهای توسعه برای بسته‌بندی پیشرفته، بسته‌بندی در سطح ویفر (WLP) است. اگر بسته‌بندی در سطح ویفر به توسعه خود در جهات چندبعدی، مانند دوبعدی، دو و نیم بعدی و سه‌بعدی ادامه دهد، ناگزیر با کارخانه‌های تولید ویفر همکاری خواهد کرد. دلیل این امر این است که کارخانه تولید ویفر توانایی انجام فرآیند تولید TSV (از طریق سیلیکون ویا) را روی ویفر دارد. وقتی صحبت از بردهای انتقال سیلیکون می‌شود، کارخانه ویفر می‌تواند Silicon Interposer (silicon interposer) را نیز بسازد که ویفری با سیم‌کشی با چگالی بالا است. کارخانه بسته‌بندی و آزمایش باید فرآیند RDL (توزیع مجدد ویفر) را انجام دهد و سپس سیم‌کشی را با چگالی بالا در سطح بسته‌بندی و آزمایش دوباره ادغام کند.

کارشناسان صنعت اظهار داشتند که حدود 10 درصد اختلاف در نسبت بازده بسته‌بندی و آزمایش پیشرفته بین Changdian و ASE وجود دارد که بهبود آن زمان می‌برد. اما می‌توان تصور کرد که سرعت پیشرفت بسته‌بندی و آزمایش در سرزمین اصلی سریع‌تر از تولید ویفر در مرحله قبل است. دیگر چیزی مربوط به گذشته نیست که آزمایش بتای بسته را به عنوان بک‌اند در نظر بگیریم. امروزه، نقاط تلاقی زیادی بین بتای بسته و فرانت‌اند وجود دارد. چالش‌ها همه جا هستند و نیاز به پشتکار و صبر دارند!

3بسته‌بندی پیشرفته و ترکیب نصب سطحی SMT

علاوه بر ادغام با تولید ویفر که در بالا توضیح داده شد، بسته‌بندی و آزمایش نیز با تولید کامل ماشین (SMT به عنوان هسته) از نزدیک ادغام شده است.

Around 2015, I saw the demo of a multi-chip package for the first time, integrating the required components into a module, reducing the number of packaging and wiring problems, saving space, improving performance, and reducing the cost of the entire machine.

SiP (سیستم در بسته) و SMT (نصب سطحی) جدایی‌ناپذیرند. تولیدکنندگان اصلی تجهیزات مانند ASM-PT، K&S و غیره در ابتدا ماشین‌های جایگذاری SMT را ساخته‌اند. SiP می‌تواند مسائلی مانند سازگاری فرآیند، اختلاط سیگنال، تداخل نویز و تداخل الکترومغناطیسی را که در طول ادغام سیستم تراشه با آن مواجه می‌شوند، کاهش دهد.

ماژول‌های RF front-end تلفن همراه (PAMiD و غیره) عمدتاً از SiP یا فرآیندهای مشابه استفاده می‌کنند. جیا بین، از شرکت ارتباطات کایوان، گفت که محبوبیت 5G، اجزای فرکانس رادیویی بیشتری را به تلفن‌های همراه آورده است. اگر آنها به صورت جداگانه بسته‌بندی شوند و سپس برای پچ کردن روی برد PCB قرار گیرند، ممکن است تلفن همراه در آنها جا نشود، بنابراین بهتر است آنها را ادغام کنید. فرآیندهای اساسی تراشه‌های فرکانس رادیویی مانند SAW، BAW، PA، LNA و RF Switch متفاوت است. نمی‌توان از راه‌حل‌های SoC استفاده کرد. در عوض، می‌توان چندین تراشه را با استفاده از بسته‌بندی در سطح سیستم و سایر فرآیندها در ماژول‌ها بسته‌بندی کرد. نام‌های بزرگ بین‌المللی Skyworks، Qorvo، Avago (خریداری شده توسط Broadcom)، Qualcomm و غیره این کار را انجام می‌دهند. من به صورت آنلاین جستجو کردم و متوجه شدم که فرآیندهای فرکانس رادیویی زیادی مانند GaAs، CMOS سیلیکونی فله‌ای، سیلیکون عایق SOI، MEMS مبتنی بر سیلیکون، سیلیکون ژرمانیوم SiGe و غیره وجود دارد.

ماژول دوربین و ماژول تشخیص اثر انگشت از فناوری COB (Chip on Board) بهره می‌برند. تراشه بسته‌بندی نشده و مستقیماً به ویفرهای بدون روکش (Dies) برش داده می‌شود و فرآیندهای اتصال و سایر بسته‌بندی را به مرحله ماژول موکول می‌کند.

The common "cow shit chip" also uses the COB process. The bare chip is fixed on the PCB circuit board through Bonding equipment, and then epoxy resin glue is dripped on it. Then other components are attached through the SMT process, and a circuit board is born. This is what the caller identification telephone control board does. The gold wire circles are the many Bonding gold wires surrounding the die.

Note: CID phone control panel (photographed by author Dai Hui in Tianxunlong)

۴. بسته‌بندی پیشرفته: اختلافات مربوط به حق ثبت اختراع

Inevitably, patent battles will also take place in packaging. Mr. Mark, head of Jiweiwang’s IP consulting business, told a classic case of the battle between Chinese and foreign companies over packaging patents, which came from the MEMS microphone industry.

The American company Knowles, which was the first to apply MEMS technology to microphone manufacturing to replace traditional electrets, applied for a basic packaging patent in 2000. Based on this patent, Knowles launched patent infringement lawsuits against American Akustica, Singapore Memstech, American ADI, British Wolfson, South Korean Baoxing, American Amkor, and mainland Goertek in 2006, and even launched a 337 investigation.

شرکت AAC، تولیدکننده میکروفون MEMS در سرزمین اصلی، برای جلوگیری از دعاوی حقوقی مربوط به ثبت اختراع، در همان ابتدا با نولز قرارداد صدور مجوز ثبت اختراع امضا کرد. با این حال، هزینه‌های سنگین صدور مجوز ثبت اختراع نیز به واقعیتی تبدیل شده است که شرکت‌های سرزمین اصلی باید با آن روبرو شوند. در مقابل، زنجیره صنعتی در تایوان، چین، توجه بیشتری به دور زدن حق ثبت اختراع آمریکایی نولز دارد. به رهبری موسسه تحقیقات صنعتی تایوان، با همکاری تولیدکنندگان بزرگ الکتروآکوستیک مانند Meilu، حداقل هفت حق ثبت اختراع پیرامون حق ثبت اختراع بسته‌بندی نولز برای دور زدن آن به کار گرفته شده است. با این حال، دقیقاً به دلیل تأکید بیش از حد بر اجتناب از حق ثبت اختراعات اساسی نولز بود که مزایای اولیه و سودمند تولید نیمه‌هادی تایوان، چین، در زمینه میکروفون‌های MEMS به کار گرفته نشد، فرصت‌های بازار را از دست داد و در نهایت به AAC و Goertek سرزمین اصلی چین تبدیل شد.

پنج ،مهر و موم کردنبستهتجهیزات:«ظهور گروه»

من شاهد ظهور تلفن و سوئیچ‌های کنترل‌شده توسط برنامه، ارتباطات سیار و گروه‌های صنعتی تلفن همراه بوده‌ام و همچنین باعث ظهور گروه‌هایی در صنعت تراشه در سرزمین اصلی چین شده‌ام. اصطلاح «ظهور گروهی» زمانی مناسب‌ترین است که برای اشاره به صنعت بسته‌بندی و تجهیزات آزمایش استفاده شود.

در نمایشگاه SEMICONChina 2021، شاهد بومی‌سازی بسیاری از دسته‌بندی‌های تجهیزات بسته‌بندی و آزمایش بودم. بسته‌بندی شامل سنگ‌زنی، برش (DICING)، اتصال کریستالی (DIE BOND)، اتصال سیمی (WIRE BOND) و سایر بخش‌های اصلی تجهیزات می‌شود.

توسعه تجهیزات داخلی در از بین بردن انحصار، کاهش هزینه‌ها، بهبود عملکرد و ارتقای بهره‌وری بسیار مفید خواهد بود.

در کنفرانس بسته‌بندی ۲۰۲۰ که در تیانشوی برگزار شد، هوآ تیانشیائو شنگلی گفت که شرکت‌های بسته‌بندی و آزمایش باید به مفهوم همکاری بر رقابت پایبند باشند، به طور فعال ساخت تجهیزات و مواد داخلی را ترویج دهند و به تدریج پلتفرم آزمایش را تکمیل کنند.

Using domestic equipment to break the monopoly of Western equipment can effectively reduce costs, which is obvious in packaging.

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).

توجه: نویسنده دای هوی و کو لوجی، دانشمند ارشد Xinqi Micro Devices، در غرفه

در زمینه ماشین‌های اتصال قالب، شرکت دونگ‌گوان پلسین زمانی جای خالی ماشین‌های اتصال قالب خطی در سطح IC (DIE BOND) داخلی را پر کرده بود.

وانگ لین از صندوق بیاند مور، موردی را مطرح کرد: لیمینگ لیزر، تجهیزات برش لیزری شیاردار + برش پنهان لیزری را با عملکردی قابل مقایسه با شرکت‌های غربی عرضه کرد و انحصار بازار را شکست.

۶. تجهیزات آزمایش: «ظهور گروه‌ها»

The testing equipment mainly includes the sorting machine Handler for chip-level testing, the probe station Probe for wafer-level testing, and the automatic testing machine ATE.

فرصت‌های بسیار خوبی برای بومی‌سازی تجهیزات تست وجود دارد. فرآیندهای جدید نیازهای سفارشی‌سازی را به همراه دارند و می‌توان از تجهیزات داخلی در یک مرحله برای دستیابی به راندمان بالاتر و عملکرد بهتر استفاده کرد.

شرکت شنژن سیلیکون الکتریک تولیدکننده ایستگاه‌های کاوشگر و دستگاه‌های مرتب‌سازی است.

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

ژانگ یو، مدیرعامل شرکت یوکسین تکنولوژی، محصول اصلی، یعنی تجهیزات تست حافظه را به من معرفی کرد که کارهای زیادی روی راندمان بالا، ثبات و پایداری انجام داده است.

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

یادداشت: نویسنده دای هوی و مدیرعامل Acceleration Technology، وو گانگ، در غرفه

شائوشینگ هونگ‌بنگ انواع دستگاه‌های تست دستگاه‌های قدرت و دستگاه‌های مرتب‌سازی را به نمایش گذاشت. من «آستین‌هایم را بالا زدم» و آنها را امتحان کردم.

توجه: دستگاه تست دستگاه گسسته که توسط Shaoxing Hongbang به نمایش گذاشته شده است

شرکت نیمه‌هادی نانجینگ هونگتای مجموعه‌ای از محصولات تست خودکار نیمه‌هادی ATE را به نمایش گذاشت. در سال ۲۰۱۹، این شرکت به‌طور کامل شرکت Azurtest ژاپن (Azurtest) را که به خاطر فناوری تست آنالوگ مشهور است، خریداری کرد.

توجه: شرکت نیمه‌رسانای هونگتای، دستگاه تست سیگنال مختلط MS8000 را به نمایش می‌گذارد.

Related service companies are also developing. Shanghai Jifeng Electronics has services such as material analysis, failure analysis and reliability certification.

هفت،مواد بسته بندی:توسعه پایدار

در زمینه مواد، سرزمین اصلی چین نیز در حال جبران عقب‌ماندگی است، مانند زیرلایه‌ها و قاب‌های سربی که اخیراً "در مورد تغییر رنگ پایه بحث کرده‌اند".

صنعت الکترونیک از مقدار زیادی فلز گرانبهای طلا، عمدتاً در اتصال سیمی بسته‌ها، استفاده می‌کند. این صنعت همچنان به ترویج استفاده از مس (یا حتی آلومینیوم) برای جایگزینی طلا در سناریوهای بیشتر و بیشتر ادامه می‌دهد و شرکت‌های چینی نیز کارهای زیادی در این زمینه انجام داده‌اند.

صنعت تولید تراشه شنژن از برخی شهرهای داخلی کندتر است، بنابراین قصد دارد در گوشه و کنار پیشی بگیرد. شنژن از سال 2020 توسعه نسل جدیدی از فناوری اطلاعات و ارتباطات را ترویج خواهد کرد. بی یالی، دبیرکل انجمن ربات شنژن، گفت که در 30 دسامبر 2020، آکادمی علوم پیشرفته آکادمی علوم چین، موسسه بین‌المللی نوآوری مواد الکترونیکی پیشرفته شنژن (که از این پس "موسسه مواد الکترونیکی" نامیده می‌شود) را در بائوآن تأسیس کرد که بر مواد بسته‌بندی الکترونیکی پیشرفته سطح بالا تمرکز دارد و با هدف ترویج بومی‌سازی مواد الکترونیکی سطح بالا برای "پیشرفت" فعالیت می‌کند.

8. True “core” hero: Don’t forget the original “core” and accumulate thousands of miles of silicon

آقای دینگ ون‌وو، رئیس صندوق ملی مدارهای مجتمع، آهنگی با عنوان «قهرمانان واقعی «تراشه»» منتشر کرد که بیانگر احساسات «هسته‌ای» بسیاری از فعالان حوزه تراشه بود: از «هسته‌ای‌هایمان» برای تحقق «رویای هسته‌ای» چین با هم استفاده کنیم؛ بگذاریم «هسته‌ای‌هایمان» مانند ستارگان و دریا باشند و جهان را به هم پیوسته و تعاملی کنند.

Disclaimer: This article is reproduced from "Dai Hui Steve", which supports the protection of intellectual property rights. Please indicate the original source and author when reprinting. If there is any infringement, please contact us to delete it.