Pada tahun 1958, Jack S. Kilby, yang bekerja di Texas Instruments (TI), berhasil mengembangkan sirkuit terpadu pertama di dunia dengan menghubungkan beberapa transistor, resistor, dan kapasitor menggunakan substrat germanium (Ge). Kemudian, Robert Noyce menemukan sirkuit terpadu berbasis silikon (Si). Sebagian besar aplikasi semikonduktor saat ini adalah sirkuit terpadu berbasis silikon (yang disebut semikonduktor generasi pertama). Chip telah menjadi "minyak" industri modern.

Ketika industri chip pertama kali dimulai, semuanya menggunakan model IDM (Integrated Device Manufacturing). INTEL dan TI sama-sama merancang dan memproduksi chip, sehingga menyulitkan perusahaan kecil untuk terlibat dalam industri chip.

Zhang Zhongmou, yang berasal dari TI, mendirikan perusahaan pabrik wafer profesional (Foundry) TSMC pada tahun 1987, dan "pemisahan" menciptakan era pabrik semikonduktor. Chip dibagi menjadi tiga tahap: desain, wafer, dan pengemasan serta pengujian. Perusahaan desain (Fabless Design, model fabless) dapat melakukan outsourcing wafer dan pengemasan serta pengujian dan fokus pada desain, penjualan, dan layanan.

Veteran teknologi Dai Hui: Saya selalu ingin berbagi sebuah kejadian di masa lalu, dan hari ini akhirnya saya mendapat kesempatan. Pada tahun 1993, Guru Wang Xiangfu memimpin kelas kami untuk melakukan magang di Wuxi, mengelas papan sirkuit secara manual di jalur perakitan. Setiap pagi dan sore, saya melihat kompleks bertembok tinggi dan dijaga ketat dengan dua karakter besar di papan besar: Huajing. Saat itu saya masih bertanya-tanya untuk apa ini. Saat itu, jalur produksi 5 inci 3um Proyek 908 sedang dibangun dengan kecepatan penuh.

Industri perakitan dan pengujian semikonduktor (OSAT, Outsourced Semiconductor Assembly and Testing) di Taiwan telah berkembang pesat. ASE dan Silicon Products sama-sama didirikan pada tahun 1984.

Banyak sekali perusahaan desain chip yang hemat aset telah bermunculan, seperti Qualcomm dan NVIDIA yang terkenal, dan Tiongkok daratan juga telah membuat kemajuan besar di bidang desain chip generasi baru. Pada tahun 1991, Ni Guangnan dari Lenovo membuat chip, dan Xu Wenwei dari Huawei juga membuat chip (diproduksi oleh Texas Instruments). Guowei didirikan pada tahun 1993 dan menjadi Akademi Militer Huangpu di industri chip Shenzhen. Saat ini terdapat ribuan perusahaan desain chip di Tiongkok daratan (beberapa mengatakan puluhan ribu).

Tentu saja, model IDM yang padat aset selalu ada, dan kedua model tersebut memiliki kelebihan masing-masing. AMD adalah contoh sukses transformasi dari model IDM ke FABLESS, sementara INTEL selalu berpegang pada IDM dan baru-baru ini meningkatkan ke model IDM2.0, berinvestasi besar-besaran dalam pengemasan canggih dan kembali memasuki pasar pabrik wafer.

Proses beta tertutup "tersembunyi di ruang kerja" dan tidak diketahui publik. Bahkan, pengemasan dan pengujian dapat dilakukan secara independen dan dapat dilakukan di satu pabrik atau di beberapa pabrik yang berbeda. Pengemasan dan pengujian mengadopsi model bisnis "pemrosesan dengan bahan yang dipasok", dan pesanan berasal dari produsen desain semikonduktor.

Pengemasan skala chip tradisional adalah menyegel die setelah wafer dipotong ke dalam ruang tertutup (casing) untuk melindunginya dari pengaruh lingkungan eksternal, kotoran, dan gaya fisik. Pada saat yang sama, pin (atau konektor) yang sesuai ditarik keluar, dan akhirnya digunakan sebagai komponen dasar.

Teknologi pengemasan tingkat wafer (Wafer Level Packaging) adalah teknologi yang mengemas dan menguji seluruh wafer, kemudian memotongnya untuk mendapatkan satu chip jadi. Ukuran chip yang dikemas sama dengan ukuran chip aslinya.

Pengujian IC menggunakan berbagai metode untuk mendeteksi sampel chip yang tidak memenuhi syarat. Pengujian ini terutama dibagi menjadi dua tahap: pertama, pengujian wafer sebelum memasuki tahap pengemasan; dan kedua, pengujian produk IC jadi setelah pengemasan. Saat ini, pengujian visual juga diperkenalkan selama tahap pengemasan.

Perasaan paling intuitif yang saya rasakan di SEMICON CHINA 2021 (Pameran Semikonduktor Internasional) adalah bahwa industri pengemasan dan pengujian sedang berkembang pesat di Tiongkok daratan, yang telah menyebabkan munculnya berbagai kelompok peralatan dan material. Banyak kategori peralatan memiliki model domestik, seperti peralatan dari Zhongke Feichi, Plessin, Leiming Laser, Silicon Power, Yuexin, Acceleration, Hongtai, Hongbang, Octavia Ideal, dan banyak perusahaan lainnya. Saat ini, pangsa pasar peralatan domestik masih sangat kecil, dan terdapat ruang yang sangat besar untuk pengembangan di masa depan.

Tentu saja, teknologi pengemasan dan pengujian juga digunakan di bidang pan-chip (komponen diskrit seperti resistor, kapasitor, dan induktor, LED, display, dan polisilikon surya), yang tidak akan dibahas dalam artikel ini. Xinqi Micropackage berfokus pada PCB dan display (FPD) serta bidang lainnya.

satu,daratanIndustri pengemasan dan pengujian: berkembang pesat20Tahun

Saat ini, sepuluh produsen pengemasan dan pengujian semikonduktor teratas di dunia terutama meliputi China Taiwan ASE (tidak termasuk Silicon Products dan USI), American Amkor, Changdian Technology (Daratan Tiongkok), Silicon Products (Taiwan), Licheng (Taiwan), Tongfu Microelectronics (Daratan Tiongkok), Huatian Technology (Daratan Tiongkok), Singapore United Testing, KYEC Radio (Taiwan) dan Xinbang Technology (Taiwan). Tiga perusahaan besar Tiongkok, Changdian Technology, Tongfu Microelectronics, dan Huatian Technology, yang dijuluki "Tiga Musketeer" Tiongkok Daratan, termasuk dalam sepuluh besar tersebut.

Selama masa booming pembangunan industri semikonduktor dalam dua atau tiga tahun terakhir, ratusan perusahaan daratan Tiongkok telah memasuki bidang pengemasan dan pengujian. Pangsa pasar Tiongkok daratan dalam industri pengemasan dan pengujian global semakin tinggi, dan akan melebihi 50%.Bahkan Foxconn pun telah memasuki bidang pengemasan. Angka ini mirip dengan pangsa global Tiongkok dalam kapasitas produksi PCB (Printed Circuit Board) bare board dan SMT (Surface Mount). Terdapat lebih dari 30,000 jalur produksi SMT di Tiongkok daratan, yang mencakup lebih dari setengah dari total dunia. Pernah ada lelucon: Jika terjadi kemacetan lalu lintas di Dongguan, harga produk elektronik di seluruh dunia akan berfluktuasi.

Secara umum diyakini bahwa tingkat perusahaan pengemasan dan pengujian di daratan Tiongkok pada dasarnya telah selaras dengan tingkat kemajuan internasional. Industri pertama di mana Mainland Semiconductor akan memimpin dunia secara menyeluruh kemungkinan besar adalah industri pengemasan dan pengujian.

Chip yang digunakan dalam industri manufaktur mesin lengkap diharapkan pada dasarnya dikemas di Tiongkok daratan; chip yang dikemas di Tiongkok daratan juga diekspor dalam skala besar ke pasar manufaktur mesin lengkap (berbasis SMT) yang sedang berkembang seperti Vietnam/India.

Dengan kata lain, jika Tiongkok daratan tidak mengembangkan industri pengemasan, posisi inti Tiongkok daratan dalam rantai pasokan elektronik akan melemah setelah sebagian kapasitas produksi SMT dipindahkan di masa mendatang.

Perlu dicatat bahwa rantai pasokan peralatan dan material pengemasan sangat beragam secara internasional, dengan akumulasi yang besar di Eropa, Amerika Serikat, Jepang, dan Taiwan.

Tiongkok daratan telah giat mengembangkan industri pengemasan dan pengujian, yang tidak hanya meningkatkan kapasitas produksi global, tetapi juga mengurangi biaya produk elektronik dan membawa manfaat bagi masyarakat di seluruh dunia.

Perkembangan industri pengemasan di Tiongkok daratan memiliki titik-titik kunci berikut.

1. Masuknya secara besar-besaran ke industri pengemasan modern sekitar tahun 2000, dengan Jiangsu selatan sebagai pusatnya

Sebelum tahun 2000, sebagian besar masih dalam tahap pengemasan tradisional. Setelah itu, pengemasan canggih berkembang pesat, dan Tiongkok daratan memiliki kesempatan untuk mengejar dan melampauinya.

Logika umum perkembangan industri adalah: pasar konsumen elektronik Tiongkok yang besar dan tenaga kerja yang melimpah mendorong industri elektronik. Perusahaan chip yang didanai asing cukup mengirimkan pengemasan dan pengujian chip ke Tiongkok daratan, lalu mengirimkannya langsung ke pabrik mesin lengkap. Misalnya, pabrik pengemasan AMD di Suzhou terkait erat dengan industri manufaktur motherboard PC di Kawasan Industri Suzhou.

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.

Industri pengemasan canggih di Tiongkok daratan berpusat di Jiangsu selatan, dengan waktu, tempat, dan orang-orang yang tepat. Lokasinya dekat dengan Taman Industri Suzhou, perusahaan ODM/IDH Shanghai (seperti Huaqin/Wingtech/Longqi, dll.) dan sejumlah besar perusahaan desain chip di Zhangjiang.

Tiga perusahaan pengemasan dan pengujian utama, Tongfu Micro (usaha patungan pada tahun 1997), Changdian (direstrukturisasi pada tahun 2000), dan Gansu Huatian (didirikan pada tahun 2003), semuanya dikembangkan berdasarkan pabrik komponen elektronik diskrit generasi awal.

Silicon Products mendirikan Silicon Products Technology (Suzhou) di Taman Industri Suzhou pada akhir tahun 2002. ASE telah berinvestasi dan mendirikan pabrik di Taman Teknologi Tinggi Shanghai Zhangjiang sejak tahun 2002. Jingfang Technology didirikan di Suzhou pada Juni 2005, dengan teknologi yang berasal dari Israel.

2. Ponsel GSM tiruan hasil rancangan sendiri telah membawa perkembangan besar dalam industri desain chip di Tiongkok daratan dan juga mendorong industri pengemasan.

Pada tahun 2000, jumlah pengguna ponsel GSM di Tiongkok meningkat dua kali lipat menjadi lebih dari 100 juta, menjadikannya pasar ponsel terbesar di dunia. Pabrik ponsel Nokia di Dongguan dan pabrik Samsung di Huizhou berskala besar, dan merek ponsel lokal juga mulai berkembang.

Dimulai pada tahun 2006, dengan peningkatan cakupan GSM global (mengubah kesalahpahaman bahwa 3G akan menggantikan GSM), gelombang ponsel GSM merek putih yang dirancang sendiri pun muncul.

Industri desain chip lokal di Tiongkok daratan juga mengalami ledakan besar pertamanya, yang juga memberikan dorongan besar bagi pengemasan canggih.

Du Zheng, CEO Corestar, yang pernah bekerja di Howe, mengatakan bahwa CIS (sensor gambar CMOS) memiliki persyaratan untuk wafer, pengemasan, dan pengujian, dan membutuhkan seluruh proses untuk mencapai kualitas yang baik.

Jingfang memperkenalkan teknologi pengemasan dari Israel, dan Howey juga berpartisipasi dalam investasi tersebut. 70% dari kapasitas produksi pengemasan pabrik Jingfang dan Huatian Kunshan dulunya hanya dilayani oleh CIS milik Gekko Micro.

Sedangkan untuk pengujian, produk CIS juga telah mengalami transformasi.

Inspeksi kualitas gambar sensor gambar awal Gekewei harus dinilai oleh mata manusia. Dengan pesatnya perkembangan pasar ponsel GSM merek putih, Gekewei, yang awalnya merupakan CIS (Integrated Image Sensor) yang sangat hemat biaya (serendah 100,000 piksel), terus berkembang. Mereka telah berulang kali pindah ke lokasi Zhangjiang, terutama untuk pengujian, dan tempat itu dipenuhi oleh gadis-gadis muda.

Catatan: Pada masa-masa awal iPhone, fungsi kamera diuji secara manual. Gambar tersebut menunjukkan "Gadis iPhone" pada tahun 2008.

Dengan perkembangan otomatisasi dan kecerdasan buatan, Du Zheng memperkenalkan bahwa kini terdapat peralatan otomatisasi (handler) dan metode deteksi AI yang canggih. Bapak Miao Xiaoyong dari Tongfu Microelectronics, sebuah perusahaan pengemasan, memperkenalkan bahwa perusahaan tersebut bekerja sama dengan Xinshida dalam proses WLCSP (wafer level chip size packaging). Dengan mengintegrasikan pengemasan skala chip (CSP) dan pengemasan tingkat wafer (WLP) menjadi satu, chip tersebut memiliki karakteristik "pendek, ringan, dan tipis", yang sejalan dengan tren perkembangan elektronik konsumen menuju kecerdasan dan miniaturisasi.

Lao Yao (Wang Yanhui), pendiri Jiwei.com, juga menguji peralatan kecil pada tahun 2007, tetapi kemudian menyadari bahwa ia lebih berbakat di bidang media, namun ia selalu memperhatikan industri ini. Ia berkata: Banyak perusahaan desain chip akan membeli/memilih sendiri peralatan uji dan menempatkannya di jalur produksi pengujian.

Secara kebetulan, Apple melakukan hal yang sama di lini produksinya.

3, 2014 tahun kemudian, perusahaan pengemasan global telah melakukan konsolidasi, dan perusahaan-perusahaan Tiongkok telah menggunakan merger dan akuisisi untuk memasuki pasar pengemasan canggih dan mendapatkan pelanggan utama.

Changdian Technology mengakuisisi STATS ChipPAC Singapura, Tongfu Microelectronics mengakuisisi pabrik pengemasan dan pengujian AMD di Suzhou dan Penzhou, Huatian Technology mengakuisisi perusahaan FCI dan Unisem di Amerika Serikat, dan Jingfang Technology mengakuisisi perusahaan Zhi Ruida dan Anteryon, dan lain sebagainya.

Kecerdasan buatan telah berkembang pesat, keuntungan AMD meroket, ibu Su (Su Zifeng) tersenyum lebar, dan Tongfu juga ikut naik daun.

4. Shenzhen Memory mendorong perkembangan pesat pengemasan penyimpanan.

Huaqiangbei adalah pasar elektronik profesional tertua di Tiongkok. Modul memori PC juga merupakan salah satu produk terpopuler di pasar mesin. Di sinilah Shenzhen Memory memulai bisnisnya.

Pada tahun 2014, dengan perkembangan ponsel pintar dan internet seluler (yang diwakili oleh WeChat), permintaan akan penyimpanan juga meningkat pesat, terutama untuk foto, dan kapasitas 128 GB di ponsel saya tidak mencukupi. Pada tahun 2018, industri semikonduktor global mencapai US$476.7 miliar. Di antaranya, memori, sebagai kategori semikonduktor terbesar, menyumbang hampir 35% dari pasar semikonduktor. Pada tahun itu, Tiongkok daratan mengimpor sekitar US$310 miliar sirkuit terpadu, di mana sekitar US$100 miliar di antaranya adalah penyimpanan. Yangtze Memory dan Hefei Changxin memiliki pabrik wafer sendiri di Tiongkok daratan.

Potensi pertumbuhan merek memori di Tiongkok daratan sangat baik. Satu wilayah di Shenzhen telah mengumpulkan banyak perusahaan merek memori unggulan seperti Kintek, Creative, Acer, Longsys, Memory, Baiwei, dan Jiaho Jinwei (tanpa urutan tertentu). Shenzhen Technology (yang mengakuisisi Payton milik Kingston) dan Konka telah memasuki pasar. Perusahaan-perusahaan ini telah memasuki bidang pengemasan chip dan pengemasan modul.

Didorong oleh permintaan memori di Shenzhen, perusahaan-perusahaan seperti Taiji Semiconductor, Changdian Technology, dan Tongfu Microelectronics juga bekerja keras untuk mengembangkan pengemasan dan pengujian penyimpanan data.

Berikut adalah kisah lain tentang pengembangan peralatan dalam negeri. Pada tahun 2013, pelanggan penyimpanan dari Shenzhen Kaiyi Technology, yang menyediakan solusi teknologi manufaktur untuk industri manufaktur elektronik, mengemukakan kebutuhan akan inspeksi otomatis terikat. Kaiyi mendekati pemasok di Korea Selatan dan Jepang untuk mengembangkan produk terkait, tetapi ditolak karena persyaratan akurasi pengukuran yang tinggi dan kesulitan algoritma perangkat lunak. Akhirnya, mereka bekerja sama dengan produsen lokal Shenzhen Octavia. Octavia mentransplantasikan pengalaman SMT-nya yang matang ke dalam proses pengemasan untuk mencapai inspeksi visual berkelanjutan secara online. Sistem ini mulai beroperasi pada tahun 2015 dan diterapkan pada penyimpanan, pengemasan sensor, dan produk lainnya.

5. AIoT dan kendaraan listrik mendorong lonjakan baru dalam pengemasan canggih.

Di pameran SEMICON CHINA 2021, terlihat bahwa kemasan canggih dan kemasan berdensitas tinggi berkembang pesat.

Dengan perkembangan era AIoT, minum teh (menambahkan air secara otomatis untuk merebus air), merokok (rokok elektrik), membuka pintu (kunci pintar), menyapu lantai (robot), dan belajar di rumah (laptop) semuanya dilengkapi dengan sejumlah besar chip.

Tesla membangun pabrik di Lingang. China telah meluncurkan infrastruktur baru dan membangun stasiun pengisian daya, dan industri kendaraan listrik dan kendaraan roda dua listrik telah berkembang pesat, yang telah membawa permintaan besar akan chip. Chip kelas otomotif memiliki persyaratan tinggi untuk keandalan dan persyaratan khusus untuk pengemasan.

Industri pengemasan mengalami pertumbuhan yang sangat pesat di Tiongkok, dengan banyak perusahaan yang berdatangan. Ningbo mengambil langkah. Yongsi Electronics yang baru didirikan langsung memposisikan diri untuk pengemasan canggih dan memasuki jajaran raksasa dengan kemajuan yang pesat. Dikatakan bahwa perusahaan ini sudah menduduki peringkat yang sangat tinggi di negara tersebut.

2. Perkembangan pengemasan dan pengujian di Tiongkok Daratan: industri elektronik tidak dapat menghindari Tiongkok

Produk elektronik, dengan telepon seluler sebagai intinya, merupakan produk ekspor terbesar Tiongkok, diikuti oleh tekstil. Apakah Anda masih ingat lelucon tentang 100 juta pasang celana yang ditukar dengan satu pesawat pada awal reformasi dan keterbukaan?

Dari perspektif besar, perjuangan global melawan epidemi tidak dapat dipisahkan dari produk elektronik; dari perspektif kecil, ada banyak orang yang memegang ponsel mereka saat mandi!

Rantai pasokan produk teknologi informasi elektronik sangat kompleks. Banyaknya komponen, desain perangkat lunak dan perangkat keras yang kompleks, serta persyaratan proses secara jelas mencerminkan keunggulan teknik dan manufaktur Tiongkok. Oleh karena itu, ini adalah industri yang paling sulit untuk dipisahkan dari Tiongkok. Bahkan jika dilakukan "deglobalisasi", industri ini tidak dapat "de-Sinisasi".

Proses produksi produk elektronik secara garis besar terbagi menjadi tiga bagian: wafer, pengemasan, dan pembuatan mesin lengkap (pemasangan permukaan SMT adalah intinya). Wafer terhubung dengan pengujian pengemasan, dan mesin lengkap terhubung ke bagian bawah.

Meskipun tidak banyak orang yang bekerja di industri wafer, elemen teknisnya dikendalikan secara ketat oleh Barat, dan kesenjangannya sangat jelas. Masih ada jalan panjang yang harus ditempuh untuk sepenuhnya mengatasi masalah "keterhambatan" ini. Patut dicatat bahwa Amerika Serikat sedang memperkuat bidang manufaktur wafer. TSMC/Samsung/INTEL/GlobalFoundries akan secara aktif mengembangkan manufaktur wafer dengan proses tercanggih di Amerika Serikat.

India menjual seratus hingga dua ratus juta ponsel setiap tahunnya, dan tentu saja negara ini harus mengembangkan industri manufakturnya. Manufaktur mesin lengkap di Tiongkok daratan pasti akan sebagian bergeser ke luar negeri (misalnya, Apple, Mi OV, dll. sudah memiliki kapasitas produksi di India).

Oleh karena itu, dari sudut pandang strategis, perlu untuk memperkuat bidang pengemasan dan pengujian chip di hulu. Hanya dengan cara ini China masih dapat menduduki mata rantai penting dalam rantai pasokan dan memastikan bahwa posisi inti keseluruhan dari "Made in China" tetap tidak berubah.

Profesor Cai Zhikuang dari Institut Penelitian Pengemasan Nantong Universitas Pos dan Telekomunikasi Nanjing mengatakan dengan penuh emosi bahwa perasaan terbesar tentang pengemasan akhir-akhir ini adalah "warna berubah setelah mencium aromanya." Misalnya, dalam lini produksi pengemasan BGA, jika kapasitas produksi substrat BGA tidak mencukupi, mereka tidak akan berani menerima pesanan secara gegabah. Negara harus meningkatkan investasi dan segera beralih dari tahap "berubah warna setelah mendengar hal-hal mendasar" ke tahap "berjoget setelah mendengar hal-hal mendasar", sehingga setiap orang memiliki substrat dan setiap rumah tangga memiliki kapasitas produksi.

Kali ini, begitu saya memasuki aula pameran SEMICON, saya langsung bertemu dengan stan Shennan Circuit dan Tianxin Interconnect. Satu perusahaan memproduksi substrat kemasan, dan perusahaan lainnya memproduksi kemasan canggih.                                  

Artikel Jiwei.com menjelaskan alasan di baliknya: Di balik kekurangan serius bahan kemasan: bahan dan peralatan hulu telah menjadi hambatan bagi perluasan produksi.

Lead frame juga merupakan bahan kemasan penting, namun kapasitas produksinya masih kurang.

Fakta bahwa perusahaan desain online "memohon kapasitas produksi" bukanlah tanpa dasar.

3. Pengemasan tingkat lanjut: dikombinasikan dengan wafer dan SMT

1, kemasan canggih juga merupakan teknologi tinggi

Pada tahap awal pengembangan industri semikonduktor, pengemasan semikonduktor selalu dianggap sebagai industri dengan hambatan teknis yang relatif rendah dan biaya tenaga kerja yang relatif intensif. Pengemasan adalah industri yang paling sulit menghasilkan keuntungan dalam rantai industri sirkuit terpadu. Industri ini membutuhkan peningkatan investasi secara terus-menerus untuk mendapatkan peningkatan marginal dari setiap dolar yang diinvestasikan.

Seiring meningkatnya tingkat integrasi chip, persyaratan teknis untuk pengemasan semikonduktor semakin tinggi, yang membuat pengemasan semikonduktor bukan lagi teknologi sederhana. Berbagai macam pengemasan canggih dan proses baru telah muncul, yang membuat saya takjub.

Seiring dengan terus meningkatnya kompleksitas pengemasan, pengemasan canggih telah menjadi sumber penting peningkatan produksi. Di masa depan, rasio ketiga bagian chip tersebut diperkirakan akan menjadi: 3 (desain): 4 (wafer): 3 (pengemasan).

Pengemasan tradisional secara pasif menerima pengaturan dari perusahaan desain chip. Tren saat ini adalah bahwa produsen desain chip semakin perlu melakukan desain kolaboratif dengan produsen pengemasan. Di era pasca-Moore, teknologi manufaktur back-end chip akan mendorong pengembangan chip menuju kinerja tinggi dan kepadatan tinggi.

Pada Jiwei Semiconductor Summit 2019, Dad Jiang (Jiang Shangyi) meyakini bahwa lingkungan industri semikonduktor telah mengalami perubahan yang sangat besar. Hal ini terutama tercermin dalam aspek-aspek berikut: Pertama, kemajuan Hukum Moore telah mendekati batas fisik, dan proses silikon tercanggih (seperti 7nm, 5nm) hanya dapat digunakan oleh sejumlah kecil produk dengan permintaan sangat tinggi (seperti chip utama ponsel); kedua, kemajuan teknologi pengemasan dan papan sirkuit relatif tertinggal, secara bertahap menjadi hambatan bagi kinerja sistem; ketiga, era diversifikasi chip (perusahaan desain) akan segera tiba, dan pasar tidak akan lagi berada di tangan beberapa produsen. Sesuai dengan sistem yang berbeda dan kebutuhan khusus setiap unit, pemilihan unit yang tepat dan pengintegrasiannya kembali melalui teknologi pengemasan dan papan sirkuit yang canggih akan menjadi salah satu tren perkembangan di era pasca-Moore.

Zheng Li, CEO Changdian Technology, mengatakan: "Pengemasan semikonduktor di era sekarang bukan hanya proses penyegelan chip ke dalam cangkang, tetapi juga membutuhkan puluhan proses untuk chip di dalamnya, pengkabelan chip, antarmuka interkoneksi, dan bahkan kebutuhan untuk mengatur ulang wafer. Setelah itu, beberapa chip perlu ditata dan dihubungkan dengan chip lain dalam paket yang sama, dan terkadang tidak hanya itu, chip-chip ini juga perlu dihubungkan bersama dengan kepadatan tinggi agar berbagai modul fungsionalnya dapat beroperasi secara organik. Oleh karena itu, di era pasca-Hukum Moore, pengemasan tidak lagi hanya berdasarkan lebar garis dan jarak antar garis serta ukuran integrasi, tetapi lebih tentang bagaimana meningkatkan kinerja sistem dan bagaimana meningkatkan integrasi seluruh mikrosistem."

2,Kombinasi pengemasan dan manufaktur wafer front-end

Ada kabar mengejutkan: pabrik wafer seperti TSMC dan SMIC juga telah memasuki industri pengemasan tingkat wafer. Awalnya saya mengira ini merupakan ancaman bagi industri pengemasan, tetapi CEO Changdian, Zheng Li, berpendapat bahwa ini justru hal yang baik. Salah satu jalur pengembangan untuk pengemasan canggih adalah pengemasan tingkat wafer (WLP). Jika pengemasan tingkat wafer terus berkembang ke berbagai arah multidimensi, seperti 2D, 2.5D, dan 3D, hal itu pasti akan bekerja sama dengan pabrik wafer. Ini karena pabrik wafer memiliki kemampuan untuk melakukan manufaktur proses TSV (Through Silicon Via) pada wafer. Dalam hal papan transfer silikon, pabrik wafer juga dapat membuat Silicon Interposer (interposer silikon), yaitu wafer dengan pengkabelan kepadatan tinggi. Pabrik pengemasan dan pengujian harus melakukan proses RDL (redistribusi wafer), dan kemudian mengintegrasikan kembali pengkabelan dengan kepadatan tinggi pada tingkat pengemasan dan pengujian.

Para ahli industri berkomentar bahwa terdapat kesenjangan sekitar 10% dalam rasio hasil pengemasan dan pengujian kelas atas antara Changdian dan ASE, yang membutuhkan waktu untuk diperbaiki. Namun, dapat dipahami bahwa kecepatan perkembangan pengemasan dan pengujian di daratan Tiongkok lebih cepat daripada manufaktur wafer pada tahap sebelumnya. Menganggap pengujian beta tertutup sebagai bagian belakang (backend) bukanlah hal yang ketinggalan zaman lagi. Saat ini, terdapat banyak persimpangan antara pengujian beta tertutup dan bagian depan (frontend). Tantangan ada di mana-mana dan membutuhkan ketekunan serta kesabaran!

3, kombinasi pengemasan canggih dan pemasangan permukaan SMT

Selain integrasi dengan manufaktur wafer yang dijelaskan di atas, pengemasan dan pengujian juga terintegrasi erat dengan manufaktur mesin lengkap (SMT sebagai intinya).

Sekitar tahun 2015, saya pertama kali melihat demo paket multi-chip, yang mengintegrasikan komponen-komponen yang dibutuhkan ke dalam sebuah modul, mengurangi jumlah masalah pengemasan dan pengkabelan, menghemat ruang, meningkatkan kinerja, dan mengurangi biaya keseluruhan mesin.

System-in-Package (SiP) dan SMT (Surface Mount) tidak dapat dipisahkan. Produsen peralatan utama seperti ASM-PT, K&S, dll. awalnya membuat mesin penempatan SMT. SiP dapat mengurangi masalah seperti kompatibilitas proses, pencampuran sinyal, interferensi kebisingan, dan interferensi elektromagnetik yang dihadapi selama integrasi sistem chip.

Modul RF front-end ponsel (PAMiD, dll.) sebagian besar menggunakan SiP atau proses serupa. Jia Bin dari Kaiyuan Communications mengatakan bahwa popularisasi 5G telah membawa semakin banyak komponen frekuensi radio ke ponsel. Jika dikemas secara terpisah dan kemudian ditempatkan pada papan PCB untuk dihubungkan, ponsel mungkin tidak muat di dalamnya, jadi yang terbaik adalah mengintegrasikannya. Proses dasar chip frekuensi radio seperti SAW, BAW, PA, LNA, dan RF Switch berbeda. Solusi SoC tidak dapat digunakan. Sebagai gantinya, beberapa chip dapat dikemas ke dalam modul menggunakan pengemasan tingkat sistem dan proses lainnya. Nama-nama besar internasional seperti Skyworks, Qorvo, Avago (akuisisi Broadcom), Qualcomm, dll. melakukan hal ini. Saya mencari secara online dan menemukan bahwa ada banyak proses frekuensi radio, seperti GaAs, CMOS silikon massal, silikon substrat isolasi SOI, MEMS berbasis silikon, SiGe silikon germanium, dll.

Modul kamera dan modul pengenalan sidik jari mengadopsi teknologi COB (Chip on Board). Chip tidak dikemas dan langsung dipotong menjadi wafer (die) kosong, menunda proses pengikatan dan pengemasan lainnya ke tahap modul.

Chip "kotoran sapi" biasa juga menggunakan proses COB. Chip telanjang dipasang pada papan sirkuit PCB melalui peralatan Bonding, lalu lem resin epoksi diteteskan di atasnya. Kemudian komponen lain dipasang melalui proses SMT, dan sebuah papan sirkuit pun tercipta. Inilah yang dilakukan papan kontrol telepon identifikasi penelepon. Lingkaran kawat emas adalah banyak kawat emas Bonding yang mengelilingi chip.

Catatan: Panel kontrol telepon CID (difoto oleh penulis Dai Hui di Tianxunlong)

4. Kemasan canggih: sengketa paten

Tak pelak lagi, perebutan paten juga akan terjadi di bidang pengemasan. Bapak Mark, kepala bisnis konsultasi IP Jiweiwang, menceritakan sebuah kasus klasik tentang perebutan paten pengemasan antara perusahaan Tiongkok dan asing, yang berasal dari industri mikrofon MEMS.

Perusahaan Amerika Knowles, yang pertama kali menerapkan teknologi MEMS pada pembuatan mikrofon untuk menggantikan elektret tradisional, mengajukan paten pengemasan dasar pada tahun 2000. Berdasarkan paten ini, Knowles melancarkan gugatan pelanggaran paten terhadap Akustica Amerika, Memstech Singapura, ADI Amerika, Wolfson Inggris, Baoxing Korea Selatan, Amkor Amerika, dan Goertek Tiongkok daratan pada tahun 2006, dan bahkan meluncurkan investigasi 337.

Produsen mikrofon MEMS Tiongkok daratan, AAC, menandatangani perjanjian lisensi paten dengan Knowles sejak awal untuk menghindari litigasi paten. Namun, biaya lisensi paten yang tinggi juga menjadi kenyataan yang harus dihadapi perusahaan-perusahaan di Tiongkok daratan. Sebaliknya, rantai industri di Taiwan, Tiongkok, lebih memperhatikan upaya untuk menghindari paten AS milik Knowles. Dipimpin oleh Institut Penelitian Industri Taiwan, bersama dengan produsen elektroakustik utama seperti Meilu, setidaknya tujuh paten telah digunakan untuk menghindari paten pengemasan Knowles. Namun, justru karena penekanan yang berlebihan pada penghindaran paten dasar Knowles inilah keunggulan manufaktur semikonduktor Taiwan, Tiongkok, yang awalnya menguntungkan, tidak dimanfaatkan di bidang mikrofon MEMS, sehingga kehilangan peluang pasar, dan akhirnya menjadi pesaing AAC dan Goertek di Tiongkok daratan.

lima,tutup rapatpakperalatan:"Kebangkitan Grup"

Saya telah menyaksikan kebangkitan telepon dan sakelar yang dikendalikan program, komunikasi seluler dan kelompok industri telepon seluler, dan juga turut mendorong kebangkitan kelompok-kelompok di industri chip daratan Tiongkok. Istilah "kebangkitan kelompok" paling tepat digunakan untuk merujuk pada industri peralatan pengemasan dan pengujian.

Di SEMICONChina 2021, saya melihat lokalisasi banyak kategori peralatan pengemasan dan pengujian. Pengemasan meliputi penggilingan, pemotongan (DICING), DIE BOND (pengikatan kristal), WIRE BOND (pengikatan kawat) dan area peralatan utama lainnya.

Pengembangan peralatan dalam negeri akan sangat membantu dalam membongkar monopoli, mengurangi biaya, meningkatkan kinerja, dan meningkatkan efisiensi.

Pada Konferensi Pengemasan 2020 yang diadakan di Tianshui, Hua Tianxiao Shengli mengatakan bahwa perusahaan pengemasan dan pengujian harus berpegang pada konsep kerja sama daripada persaingan, secara aktif mengembangkan pembangunan peralatan dan material dalam negeri, dan secara bertahap menyelesaikan platform pengujian.

Penggunaan peralatan dalam negeri untuk mematahkan monopoli peralatan Barat dapat secara efektif mengurangi biaya, yang terlihat jelas pada kemasan.

Xinqi Micro Devices, yang baru saja terdaftar di Bursa Efek Indonesia (SIT), telah mengisi kekosongan peralatan litografi tanpa masker di dalam negeri. Peralatan litografi tulis langsungnya melayani bidang PCB (papan sirkuit tercetak) dan pan-semikonduktor (layar FPD), dan sedang merencanakan peralatan litografi tulis langsung untuk pengemasan tingkat wafer (WLP). Setelah pencatatan saham, harga saham meroket, dan seluruh sektor semikonduktor juga mengalami kenaikan (semoga bukan hanya pemulihan sementara).

Catatan: Penulis Dai Hui dan Qu Lujie, kepala ilmuwan Xinqi Micro Devices, di stan pameran.

Dalam hal mesin die bonding, Dongguan Plessin pernah mengisi kekosongan di pasar mesin die bonding (DIE BOND) tingkat IC linier domestik.

Wang Lin dari Beyond Moore Fund memberikan sebuah studi kasus: Leiming Laser meluncurkan peralatan pembuatan alur laser + pemotongan tersembunyi laser dengan kinerja yang setara dengan perusahaan-perusahaan Barat, sehingga mematahkan monopoli pasar.

6. Peralatan Uji: “Kebangkitan Kelompok”

Peralatan pengujian terutama meliputi mesin sortir Handler untuk pengujian tingkat chip, stasiun probe Probe untuk pengujian tingkat wafer, dan mesin pengujian otomatis ATE.

Terdapat peluang besar untuk lokalisasi peralatan pengujian. Proses baru menghadirkan kebutuhan kustomisasi, dan peralatan dalam negeri dapat digunakan dalam satu langkah untuk mencapai efisiensi yang lebih tinggi dan kinerja yang lebih baik.

Shenzhen Silicon Electric adalah produsen stasiun probe dan mesin sortir.

Catatan: Penulis Dai Hui dan Profesor Hu Hong dari Institut Teknologi Harbin di stan silikon.

Zhang Yue, CEO Yuexin Technology, memperkenalkan kepada saya produk utama mereka, yaitu peralatan pengujian memori, yang telah banyak melakukan pekerjaan terkait efisiensi, konsistensi, dan stabilitas yang tinggi.

Accelerate Technology meluncurkan mesin uji otomatis ATE berkinerja tinggi, yang dikombinasikan dengan kecerdasan buatan.

Catatan: Penulis Dai Hui dan CEO Acceleration Technology Wu Gang di stan.

Shaoxing Hongbang memamerkan berbagai mesin penguji perangkat daya dan mesin penyortir. Saya "menyingsingkan lengan baju" dan mencobanya.

Catatan: Mesin pengujian perangkat diskrit yang dipamerkan oleh Shaoxing Hongbang

Nanjing Hongtai Semiconductor memamerkan serangkaian produk pengujian otomatis ATE semikonduktor. Pada tahun 2019, perusahaan ini mengakuisisi sepenuhnya Azurtest Co., Ltd. (Azurtest) Jepang, yang terkenal dengan teknologi pengujian analognya.

Catatan: Hongtai Semiconductor memamerkan mesin uji sinyal campuran MS8000

Perusahaan jasa terkait juga berkembang. Shanghai Jifeng Electronics memiliki layanan seperti analisis material, analisis kegagalan, dan sertifikasi keandalan.

tujuh,Bahan kemasan:perkembangan yang stabil

Di bidang material, Tiongkok daratan juga mengejar ketertinggalan, seperti substrat dan rangka timah yang baru-baru ini "membahas perubahan warna dasar".

Industri elektronik menggunakan sejumlah besar logam mulia emas, terutama dalam pengikatan kawat pada kemasan. Industri ini terus mempromosikan penggunaan tembaga (atau bahkan aluminium) untuk menggantikan emas dalam semakin banyak skenario, dan perusahaan-perusahaan di daratan Tiongkok juga telah melakukan banyak pekerjaan.

Industri manufaktur chip Shenzhen lebih lambat dibandingkan beberapa kota domestik, sehingga kota ini berencana untuk mengejar ketertinggalan di beberapa sektor. Mulai tahun 2020, Shenzhen akan mempromosikan pengembangan teknologi informasi dan komunikasi generasi baru. Bi Yalei, sekretaris jenderal Asosiasi Robot Shenzhen, mengatakan bahwa pada tanggal 30 Desember 2020, Akademi Ilmu Pengetahuan Lanjutan dari Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok mendirikan Institut Inovasi Internasional Shenzhen untuk Material Elektronik Canggih (selanjutnya disebut sebagai "Institut Material Elektronik") di Bao'an, yang berfokus pada material pengemasan elektronik canggih kelas atas dan bertujuan untuk mempromosikan lokalisasi material elektronik kelas atas untuk "menembus batas".

8. Pahlawan "inti" sejati: Jangan lupakan "inti" aslinya dan kumpulkan ribuan mil silikon.

Bapak Ding Wenwu, kepala Dana Sirkuit Terpadu Nasional, mengunggah sebuah lagu berjudul "Pahlawan 'Chip' Sejati", yang menyanyikan sentimen "inti" dari banyak insan industri chip: gunakan "inti" kita untuk mewujudkan "impian inti" Tiongkok bersama-sama; biarkan "inti" kita seperti bintang dan laut, membuat dunia saling terhubung dan interaktif.

Penafian: Artikel ini direproduksi dari "Dai Hui Steve", yang mendukung perlindungan hak kekayaan intelektual. Harap sebutkan sumber dan penulis asli saat mencetak ulang. Jika ada pelanggaran, silakan hubungi kami untuk menghapusnya.