W 1958 roku Jack S. Kilby, pracujący w Texas Instruments (TI), z powodzeniem opracował pierwszy na świecie układ scalony, łącząc kilka tranzystorów, rezystorów i kondensatorów na podłożu germanowym (Ge). Następnie Robert Noyce wynalazł układ scalony oparty na krzemie (Si). Większość współczesnych zastosowań półprzewodników to układy scalone na bazie krzemu (tzw. półprzewodniki pierwszej generacji). Chipy stały się „olejem napędowym” współczesnego przemysłu.

Na początku istnienia branży układów scalonych, wszystko opierało się na modelu IDM (Integrated Device Manufacturing). Zarówno INTEL, jak i TI projektowały i produkowały układy scalone, co utrudniało małym firmom wejście w ten sektor.

Zhang Zhongmou, pochodzący z TI, założył profesjonalną firmę odlewniczą TSMC w 1987 roku, a „oddzielenie” zapoczątkowało erę odlewnictwa półprzewodników. Proces produkcji układów scalonych przebiega w trzech etapach: projektowanie, wytwarzanie wafli, pakowanie i testowanie. Firmy projektowe (Fabless Design, model fabless) mogą zlecać na zewnątrz produkcję wafli, pakowanie i testowanie, a następnie skupić się na projektowaniu, sprzedaży i serwisie.

Weteran technologii, Dai Hui, zawsze chciałem podzielić się pewnym incydentem z przeszłości i dziś w końcu nadarzyła się okazja. Już w 1993 roku nauczyciel Wang Xiangfu poprowadził naszą klasę na staż w Wuxi, gdzie ręcznie spawał płytki drukowane na linii montażowej. Każdego ranka i wieczoru widzę otoczony wysokim murem i silnie strzeżony teren z dwoma dużymi napisami: Huajing. Wtedy jeszcze zastanawiałem się, do czego to służy. W tym czasie budowa linii produkcyjnej 5-calowej taśmy o grubości 3um w ramach Projektu 908 idzie pełną parą.

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).

Oczywiście, model IDM, oparty na dużych zasobach, istniał od zawsze i oba modele mają swoje zalety. AMD jest udanym przykładem transformacji z modelu IDM do FABLESS, podczas gdy INTEL zawsze trzymał się modelu IDM, a ostatnio przeszedł na model IDM2.0, inwestując znaczne środki w zaawansowane obudowy i ponownie wchodząc na rynek odlewów płytek półprzewodnikowych.

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.

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.

Testowanie układów scalonych wykorzystuje różne metody wykrywania niekwalifikowanych próbek układów scalonych. Zasadniczo dzieli się ono na dwa etapy: pierwszy to testowanie płytek przed pakowaniem, a drugi to testowanie gotowych układów scalonych po pakowaniu. Obecnie, na etapie pakowania, wprowadza się również testowanie wizualne.

Najbardziej intuicyjnym odczuciem, jakie miałem na targach SEMICON CHINA 2021 (Międzynarodowa Wystawa Półprzewodników), było to, że branża opakowań i testów dynamicznie się rozwija w Chinach kontynentalnych, co doprowadziło do rozwoju grup sprzętu i materiałów. Wiele kategorii sprzętu ma modele krajowe, takie jak urządzenia firm Zhongke Feichi, Plessin, Leiming Laser, Silicon Power, Yuexin, Acceleration, Hongtai, Hongbang, Octavia Ideal i wielu innych. Obecnie udział sprzętu krajowego w rynku jest nadal bardzo niewielki, a potencjał rozwoju jest ogromny.

Of course, packaging and testing technology is also used in the pan-chip field (discrete components such as resistors, capacitors, and inductors, LEDs, displays, and solar polysilicon), which will not be discussed in this article. Xinqi Micropackage focuses on PCB and display (FPD) and other fields.

jeden,kontynentPackaging and testing industry: booming20Rok

Obecnie do pierwszej dziesiątki światowych producentów opakowań i urządzeń do testowania półprzewodników należą głównie: China Taiwan ASE (z wyłączeniem Silicon Products i USI), American Amkor, Changdian Technology (kontynent), Silicon Products (Tajwan), Licheng (Tajwan), Tongfu Microelectronics (kontynent), Huatian Technology (kontynent), Singapore United Testing, KYEC Radio (Tajwan) i Xinbang Technology (Tajwan). W pierwszej dziesiątce znajdują się „trzej muszkieterowie” z Chin kontynentalnych: Changdian Technology, Tongfu Microelectronics i Huatian Technology.

During the semiconductor industry construction boom in the past two or three years, hundreds of mainland companies have entered the packaging and testing field. Mainland China's overall share of the global packaging and testing industry is getting higher and higher, and will exceed 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.

It is generally believed that the level of mainland packaging and testing companies has basically synchronized with the international advanced level. The first industry in which Mainland Semiconductor will lead the world in an all-round way is most likely the packaging and testing industry.

Chips used in the complete machine manufacturing industry are expected to be basically packaged in mainland China; chips packaged in mainland China are also being exported on a large scale to emerging complete machine manufacturing (SMT-based) markets such as Vietnam/India.

In other words, if mainland China does not develop the packaging industry, the mainland's core position in the electronics supply chain will be weakened after part of the SMT production capacity is relocated in the future.

Warto podkreślić, że łańcuch dostaw sprzętu i materiałów opakowaniowych jest zdywersyfikowany w skali międzynarodowej, ze znaczną akumulacją w Europie, Stanach Zjednoczonych, Japonii i na Tajwanie.

W Chinach kontynentalnych dynamicznie rozwija się przemysł pakowania i testowania, co nie tylko zwiększyło globalną zdolność produkcyjną, ale także obniżyło koszty produktów elektronicznych i przyniosło korzyści ludziom na całym świecie.

Rozwój przemysłu opakowaniowego w Chinach kontynentalnych można podzielić na następujące główne węzły.

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

Przed rokiem 2000 znajdowała się ona głównie na etapie tradycyjnego pakowania. Później nastąpił szybki rozwój zaawansowanych opakowań, a Chiny kontynentalne miały szansę je dogonić i prześcignąć.

The general logic of industrial development is: China's huge electronics consumer market and abundant labor force drive the electronics industry. Foreign-funded chip companies simply send the chip packaging and testing to mainland China, and then send it directly to the complete machine factory. For example, AMD's packaging plant in Suzhou is closely related to the PC motherboard manufacturing industry in Suzhou Industrial Park.

Bez zaangażowania całego przemysłu maszynowego nie da się produkować chipów. To dla mnie bardzo ważne, ponieważ mam bogate doświadczenie w branży maszynowej.

Mainland China's advanced packaging industry is based in southern Jiangsu, with the right time, place and people. It is close to Suzhou Industrial Park, Shanghai's ODM/IDH companies (such as Huaqin/Wingtech/Longqi, etc.) and a large number of chip design companies in Zhangjiang.

The three major packaging and testing companies, Tongfu Micro (joint venture in 1997), Changdian (restructured in 2000), and Gansu Huatian (established in 2003), were all developed based on early electronic discrete component factories.

Pod koniec 2002 roku firma Silicon Products założyła w Suzhou Industrial Park spółkę Silicon Products Technology (Suzhou). Od 2002 roku ASE inwestuje i otwiera fabryki w Shanghai Zhangjiang High-Tech Park. W czerwcu 2005 roku w Suzhou powstała spółka Jingfang Technology, której technologia pochodzi z Izraela.

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.

In 2000, the number of GSM mobile users in China doubled to more than 100 million, making it the world's largest mobile phone market. Nokia's mobile phone factories in Dongguan and Samsung's Huizhou are both large-scale, and local mobile phone brands are also starting to develop.

Począwszy od 2006 r., wraz z rozszerzeniem globalnego zasięgu GSM (co zmieniło błędne przekonanie, że technologia 3G zastąpi GSM), na rynku pojawiła się fala samodzielnie zaprojektowanych telefonów komórkowych GSM innych marek.

Branża projektowania układów scalonych w Chinach kontynentalnych również przeżyła swój pierwszy poważny rozkwit, co także znacząco wpłynęło na rozwój zaawansowanych układów scalonych.

Du Zheng, dyrektor generalny Corestar, który kiedyś pracował w Howe, powiedział, że CIS (czujnik obrazu CMOS) ma wymagania dotyczące płytek, ich pakowania i testowania, a cały proces jest niezbędny, aby osiągnąć dobrą jakość.

Jingfang wprowadził technologię pakowania pochodzącą z Izraela, a w inwestycji uczestniczył również Howey. Kiedyś 70% zdolności produkcyjnych w zakresie opakowań w fabrykach Jingfang i Huatian Kunshan było obsługiwane wyłącznie przez WNP należącą do Gekko Micro.

Produkty CIS również przeszły transformację pod względem testowania.

Jakość obrazu wczesnych matryc Gekewei musi być oceniana ludzkim okiem. Wraz z gwałtownym rozwojem rynku białych telefonów komórkowych GSM, Gekewei, które zaczynało jako niezwykle ekonomiczny system CIS (rozdzielczość zaledwie 100 000 pikseli), stale się rozwija. Firma wielokrotnie przenosiła się do swojej siedziby w Zhangjiang, głównie w celach testowych, i jest pełna młodych dziewcząt.

Uwaga: Na początku istnienia iPhone'a funkcja aparatu była testowana ręcznie. Zdjęcie przedstawia „iPhone Girl” z 2008 roku.

With the development of automation and artificial intelligence, Du Zheng introduced that there are now powerful automation equipment (handlers) and AI detection methods. Mr. Miao Xiaoyong from Tongfu Microelectronics, a packaging company, introduced that it cooperates with Xinshida in WLCSP process (wafer level chip size packaging). Integrating chip-scale packaging (CSP) and wafer-level packaging (WLP) into one, the chip has the characteristics of "short, light and thin", which is in line with the trend of consumer electronics developing toward intelligence and miniaturization.

Lao Yao (Wang Yanhui), the founder of Jiwei.com, also tested small equipment in 2007, but later found that he was more talented in the media, but he has always been paying attention to this industry. He said: Many chip design companies will purchase/select test equipment themselves and put them on the test production line.

Coincidentally, Apple does the same thing on its production line.

3, 2014 lat później globalne firmy zajmujące się opakowaniami połączyły się, a chińskie przedsiębiorstwa poprzez fuzje i przejęcia weszły na rynek zaawansowanych opakowań i pozyskały znaczących klientów.

Changdian Technology przejęła singapurską firmę STATS ChipPAC, Tongfu Microelectronics przejęła zakłady pakowania i testowania AMD w Suzhou i Penzhou, Huatian Technology przejęła firmy FCI i Unisem w Stanach Zjednoczonych, a Jingfang Technology przejęła firmy Zhi Ruida i Anteryon itd.

Sztuczna inteligencja rozwinęła się w ogromnym stopniu, zyski AMD gwałtownie wzrosły, matka Su (Su Zifeng) uśmiecha się od ucha do ucha, a Tongfu również poszedł w ślady innych.

4. Shenzhen Memory drives the rapid development of storage packaging

Huaqiangbei to najstarszy rynek elektroniki profesjonalnej w Chinach. Moduły pamięci do komputerów PC są również jednym z najpopularniejszych produktów na rynku maszyn. To właśnie tam powstała firma Shenzhen Memory.

W 2014 roku, wraz z rozwojem smartfonów i mobilnego internetu (reprezentowanego przez WeChat), znacznie wzrosło zapotrzebowanie na pamięć masową, zwłaszcza na zdjęcia, a 128 GB pamięci mojego telefonu komórkowego to za mało. W 2018 roku globalny przemysł półprzewodników osiągnął wartość 476.7 mld USD. Spośród nich pamięć, jako największa kategoria półprzewodników, stanowi prawie 35% rynku półprzewodników. W tym roku Chiny kontynentalne zaimportowały układy scalone o wartości około 310 mld USD, z czego około 100 mld USD przeznaczono na pamięć masową. Yangtze Memory i Hefei Changxin mają własne fabryki płytek półprzewodnikowych w Chinach kontynentalnych.

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.

W odpowiedzi na zapotrzebowanie na pamięć w Shenzhen firmy takie jak Taiji Semiconductor, Changdian Technology i Tongfu Microelectronics intensywnie pracują nad rozwojem opakowań i testowaniem pamięci masowych.

Oto kolejna historia o napędzaniu sprzętu domowego. W 2013 roku klienci firmy Shenzhen Kaiyi Technology, dostawcy rozwiązań technologicznych dla przemysłu elektronicznego, zgłosili potrzebę wprowadzenia zautomatyzowanych systemów kontroli składowania. Firma Kaiyi zwróciła się do dostawców z Korei Południowej i Japonii z prośbą o opracowanie powiązanych produktów, ale propozycje te zostały odrzucone z powodu wysokich wymagań dotyczących dokładności pomiaru i trudności w oprogramowaniu. Ostatecznie firma podjęła współpracę z lokalnym producentem Shenzhen Octavia. Octavia przeniosła swoje bogate doświadczenie w zakresie montażu powierzchniowego (SMT) do procesu pakowania, aby zapewnić ciągłą kontrolę wizualną online. System ten został wprowadzony online w 2015 roku i był stosowany w systemach magazynowania, pakowania czujników i innych produktach.

5. AIoT i pojazdy elektryczne napędzają nowy wzrost w dziedzinie zaawansowanych opakowań

Na targach SEMICON CHINA 2021 można zaobserwować, że zaawansowane opakowania i opakowania o dużej gęstości rozwijają się w szybkim tempie.

Rozwój ery AIoT sprawił, że picie herbaty (automatyczne dodawanie wody do wrzątku), palenie (e-papierosy), otwieranie drzwi (inteligentne zamki), zamiatanie podłogi (roboty) i nauka w domu (laptopy) stały się urządzeniami wyposażonymi w dużą liczbę chipów.

Tesla buduje fabrykę w Lingang. Chiny uruchomiły nową infrastrukturę i zbudowały stacje ładowania, a branża pojazdów elektrycznych i dwukołowych pojazdów elektrycznych znacznie się rozwinęła, co przełożyło się na ogromny popyt na chipy. Chipy klasy motoryzacyjnej stawiają wysokie wymagania dotyczące niezawodności i specjalne wymagania dotyczące opakowania.

Branża opakowaniowa w Chinach przeżywa gwałtowny wzrost, a wiele firm napływa na rynek. Ningbo podjęło działania. Nowo powstała firma Yongsi Electronics, która od razu zajęła się zaawansowanymi opakowaniami i dzięki szybkiemu rozwojowi weszła do grona gigantów. Mówi się, że zajmuje już bardzo wysoką pozycję w kraju.

2. Mainland China’s development of packaging and testing: the electronics industry cannot avoid China

Electronic products with mobile phones as the core are China's largest export products, followed by textiles. Do you still remember the joke about 100 million pairs of pants being exchanged for one plane in the early days of reform and opening up?

Patrząc z szerszej perspektywy, globalnej walki z epidemią nie można oddzielić od produktów elektronicznych; patrząc z mniejszej perspektywy, wiele osób trzyma telefon komórkowy podczas brania prysznica!

Łańcuch dostaw elektronicznych produktów informatycznych jest bardzo złożony. Liczne części, złożone projekty oprogramowania i sprzętu oraz wymagania procesowe wyraźnie odzwierciedlają chińskie korzyści inżynieryjne i produkcyjne. Dlatego jest to branża najtrudniejsza do oddzielenia od Chin. Nawet jeśli jest „zdeglobalizowana”, nie da się jej „zdezinicować”.

Proces produkcji wyrobów elektronicznych dzieli się zasadniczo na trzy etapy: wafel, obudowa i kompletna produkcja maszynowa (głównym etapem jest montaż powierzchniowy SMT). Wafel jest podłączany do testera obudowy, a cała maszyna jest podłączana do spodu.

Chociaż w przemyśle wafli krzemowych zatrudnionych jest niewielu, elementy techniczne są ściśle kontrolowane przez Zachód, a luka jest oczywista. Nadal mamy trudną drogę do całkowitego rozwiązania problemu „zablokowanej szyi”. Warto zauważyć, że Stany Zjednoczone wzmacniają sektor produkcji wafli krzemowych. TSMC/Samsung/INTEL/GlobalFoundries będą energicznie rozwijać produkcję wafli krzemowych, wykorzystując najnowocześniejsze procesy w Stanach Zjednoczonych.

India sells one to two hundred million mobile phones every year, and of course it must develop its manufacturing industry. Mainland China's complete machine manufacturing will inevitably shift part overseas (for example, Apple, Mi OV, etc. already have production capacity in India).

Dlatego, ze strategicznego punktu widzenia, konieczne jest wzmocnienie sektora pakowania i testowania chipów. Tylko w ten sposób Chiny mogą nadal zajmować ważne miejsce w łańcuchu dostaw i zapewnić, że ogólna, kluczowa pozycja „Made in China” pozostanie niezmieniona.

Professor Cai Zhikuang from the Nantong Packaging Research Institute of Nanjing University of Posts and Telecommunications said with emotion that the biggest feeling about packaging recently is that "the color changes after smelling it." For example, in a BGA packaging production line, if there is not enough BGA substrate production capacity, they will not dare to take orders rashly. The country should increase investment and move from the "discoloration after hearing the basics" to the "dance after hearing the basics" stage as soon as possible, so that everyone has substrates and every household has production capacity.

Tym razem, zaraz po wejściu do hali wystawowej SEMICON, natknąłem się na stoiska Shennan Circuit i Tianxin Interconnect. Jedna ręka zajmowała się produkcją podłoży do opakowań, a druga produkcją zaawansowanych opakowań.                                  

W artykule na portalu Jiwei.com opisano przyczyny tego zjawiska: Przyczyną poważnego niedoboru podłoży opakowaniowych są materiały i urządzenia wykorzystywane w procesie produkcyjnym, które stały się wąskim gardłem dla rozwoju produkcji

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

Nie jest bezpodstawne twierdzenie, że firmy zajmujące się projektowaniem stron internetowych „błagają o zdolność produkcyjną”.

3. Zaawansowane pakowanie: połączone z waflem i SMT

1zaawansowane opakowania to także wysoka technologia

Na wczesnym etapie rozwoju przemysłu półprzewodnikowego, pakowanie półprzewodników zawsze było postrzegane jako branża o stosunkowo niskich barierach technicznych i stosunkowo wysokich kosztach pracy. Pakowanie jest najtrudniejszą do zarobienia branżą w łańcuchu dostaw układów scalonych. Aby uzyskać minimalny wzrost każdego dolara, konieczne jest ciągłe zwiększanie inwestycji.

Wraz ze wzrostem stopnia integracji układów scalonych, wymagania techniczne dotyczące obudów półprzewodników są coraz wyższe, co sprawia, że ​​obudowy półprzewodników nie są już prostą technologią. Pojawiły się wszelkiego rodzaju zaawansowane obudowy i nowe procesy, co mnie zadziwia.

Wraz ze wzrostem złożoności opakowań, zaawansowane opakowania stały się ważnym źródłem wzrostu produkcji. W przyszłości stosunek trzech sekcji układu scalonego ma wynosić: 3 (projekt): 4 (wafer): 3 (obudowa).

Tradycyjne opakowania biernie akceptują ustalenia firm projektujących układy scalone. Obecnie producenci układów scalonych coraz częściej muszą współpracować z producentami opakowań. W erze postmoore'owskiej technologia produkcji układów scalonych (back-end) będzie napędzać rozwój układów scalonych w kierunku wysokiej wydajności i dużej gęstości.

Podczas szczytu Jiwei Semiconductor Summit w 2019 roku, Dad Jiang (Jiang Shangyi) stwierdził, że branża półprzewodników przeszła ogromne zmiany. Odzwierciedla to przede wszystkim następujące aspekty: po pierwsze, postęp w prawie Moore'a osiągnął fizyczną granicę, a najbardziej zaawansowane procesy krzemowe (takie jak 7 nm i 5 nm) mogą być stosowane jedynie w bardzo niewielkiej liczbie produktów o ekstremalnie wysokim zapotrzebowaniu (takich jak główne układy scalone telefonów komórkowych); po drugie, postęp w technologii obudów i płytek drukowanych jest stosunkowo zacofany, stopniowo stając się wąskim gardłem dla wydajności systemu; po trzecie, nadchodzi era dywersyfikacji firm projektowych (chipów), a rynek nie będzie już w rękach kilku producentów. Biorąc pod uwagę różnorodność systemów i specyficzne potrzeby każdego urządzenia, wybór odpowiednich jednostek i ich ponowna integracja za pomocą zaawansowanej technologii obudów i płytek drukowanych będzie jednym z trendów rozwojowych w erze post-Moore'a.

Zheng Li, dyrektor generalny Changdian Technology, powiedział: „W dzisiejszych czasach pakowanie półprzewodników to nie tylko proces szczelnego zamknięcia układu scalonego w obudowie, ale także dziesiątki procesów związanych z układem scalonym wewnątrz, okablowaniem układu, interfejsem połączeniowym, a nawet koniecznością reorganizacji płytki. Następnie niektóre układy scalone muszą zostać ułożone i połączone z innymi układami scalonymi w tej samej obudowie, a czasami konieczne jest… Co więcej, te układy scalone muszą być również połączone ze sobą z dużą gęstością, aby umożliwić organiczną pracę ich różnych modułów funkcyjnych. Dlatego w erze po prawie Moore’a pakowanie nie opiera się już tylko na szerokości linii i odstępach między nimi oraz rozmiarze integracji, ale bardziej na tym, jak poprawić wydajność systemu i jak poprawić integrację całego mikrosystemu”.

2,Combination of packaging and front-end wafer manufacturing

Szokujące wieści: fabryki płytek półprzewodnikowych, takie jak TSMC i SMIC, również weszły do ​​branży pakowania płytek półprzewodnikowych. Początkowo myślałem, że to zagrożenie dla branży opakowaniowej, ale prezes Changdian, Zheng Li, uważa, że ​​to dobra rzecz. Jedną ze ścieżek rozwoju zaawansowanych technologii pakowania jest pakowanie płytek półprzewodnikowych (WLP). Jeśli pakowanie płytek półprzewodnikowych będzie się nadal rozwijać w kierunkach wielowymiarowych, takich jak 2D, 2.5D i 3D, nieuchronnie będzie ono współpracować z fabrykami płytek półprzewodnikowych. Dzieje się tak, ponieważ fabryka płytek półprzewodnikowych ma możliwość produkcji płytek w procesie TSV (przez krzemowe via). Jeśli chodzi o płytki transferowe krzemu, fabryka płytek półprzewodnikowych może również wytwarzać Silicon Interposer (interposer krzemowy), czyli płytkę półprzewodnikową o wysokiej gęstości okablowania. Fabryka pakująca i testująca musi przeprowadzić proces RDL (redystrybucji płytek), a następnie ponownie zintegrować okablowanie o wysokiej gęstości na etapie pakowania i testowania.

Industry experts commented that there is about a 10% gap in the yield ratio of high-end packaging and testing between Changdian and ASE, which will take time to improve. But it is conceivable that the take-off speed of mainland packaging and testing is faster than that of wafer manufacturing in the previous stage. It is no longer a thing of the past to regard closed beta testing as the backend. Nowadays, there are many intersections between closed beta and the frontend. Challenges are everywhere and require persistence and patience!

3, zaawansowane połączenie pakowania i montażu powierzchniowego 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).

Około 2015 roku po raz pierwszy zobaczyłem demonstrację pakietu wieloprocesorowego, w którym zintegrowano wymagane komponenty w jeden moduł, co pozwoliło ograniczyć liczbę problemów związanych z obudową i okablowaniem, zaoszczędzić miejsce, poprawić wydajność i obniżyć koszt całej maszyny.

Technologia SiP (System-in-Package) i SMT (Montaż Powierzchniowy) są nierozłączne. Główni producenci sprzętu, tacy jak ASM-PT, K&S itp., pierwotnie produkowali maszyny do montażu powierzchniowego SMT. SiP może zredukować problemy takie jak kompatybilność procesowa, mieszanie sygnałów, zakłócenia szumów i zakłócenia elektromagnetyczne występujące podczas integracji układów scalonych.

Moduły front-end RF telefonów komórkowych (PAMiD itp.) w dużej mierze wykorzystują SiP lub podobne procesy. Jia Bin z Kaiyuan Communications powiedział, że popularyzacja 5G wprowadziła do telefonów komórkowych coraz więcej komponentów radiowych. Jeśli zostaną one pakowane osobno, a następnie umieszczane na płytce PCB w celu patchowania, telefon komórkowy może się w nich nie zmieścić, dlatego najlepiej je zintegrować. Podstawowe procesy wytwarzania układów scalonych częstotliwości radiowej, takich jak SAW, BAW, PA, LNA i przełączniki RF, są różne. Nie można stosować rozwiązań SoC. Zamiast tego, wiele układów można umieścić w modułach, wykorzystując pakowanie na poziomie systemu i inne procesy. Międzynarodowe firmy takie jak Skyworks, Qorvo, Avago (przejęcie Broadcom), Qualcomm itp. stosują tę metodę. Przeszukałem internet i znalazłem wiele procesów wytwarzania układów scalonych częstotliwości radiowej, takich jak GaAs, CMOS z krzemu, izolacyjne podłoże krzemowe SOI, MEMS na bazie krzemu, krzem SiGe z germanem itp.

Moduł kamery i moduł rozpoznawania linii papilarnych wykorzystują technologię COB (Chip on Board). Układ scalony nie jest pakowany i jest bezpośrednio cięty na płytki (matryce), co pozwala na odłożenie procesu klejenia i pakowania na etap modułu.

Popularny „chip z krowiego łajna” również wykorzystuje proces COB. Goły chip jest mocowany na płytce PCB za pomocą urządzeń do klejenia, a następnie nakraplany jest na niego klej epoksydowy. Następnie inne elementy są mocowane za pomocą procesu SMT, tworząc płytkę drukowaną. Tak właśnie działa płytka sterująca telefonu z identyfikacją dzwoniącego. Złote okręgi to liczne złote przewody łączące otaczające scaloną strukturę.

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

4. Advanced packaging: patent disputes

Nieuchronnie, spory patentowe będą również toczyć się w obszarze opakowań. Pan Mark, szef działu doradztwa własności intelektualnej w Jiweiwang, opowiedział o klasycznym przypadku sporu między chińskimi a zagranicznymi firmami o patenty na opakowania, który dotyczył branży mikrofonów MEMS.

Amerykańska firma Knowles, która jako pierwsza zastosowała technologię MEMS w produkcji mikrofonów, aby zastąpić tradycyjne elektrety, złożyła w 2000 roku wniosek o patent na podstawowe opakowanie. W oparciu o ten patent Knowles wszczęła w 2006 roku procesy o naruszenie patentu przeciwko amerykańskim firmom Akustica, singapurskiemu Memstech, amerykańskiemu ADI, brytyjskiemu Wolfson, południowokoreańskiemu Baoxingowi, amerykańskiemu Amkor i kontynentalnemu Goertek, a nawet wszczęła dochodzenie w sprawie 337.

Kontynentalny producent mikrofonów MEMS, AAC, podpisał umowę licencyjną na patenty z firmą Knowles już na wczesnym etapie, aby uniknąć sporów patentowych. Jednak wysokie opłaty licencyjne za patenty stały się również rzeczywistością, z którą muszą się mierzyć firmy z Chin kontynentalnych. Z kolei chiński łańcuch przemysłowy na Tajwanie przywiązuje większą wagę do obchodzenia amerykańskiego patentu Knowles. Pod przewodnictwem Tajwańskiego Instytutu Badań Przemysłowych (TWI), we współpracy z dużymi producentami sprzętu elektroakustycznego, takimi jak Meilu, wdrożono co najmniej siedem patentów wokół patentu Knowles na opakowania, aby go obejść. Jednak to właśnie nadmierny nacisk na omijanie podstawowych patentów Knowles sprawił, że Tajwan, pierwotnie korzystne chińskie atuty w produkcji półprzewodników, nie zostały wykorzystane w dziedzinie mikrofonów MEMS, tracąc szanse rynkowe i ostatecznie stając się chińskimi AAC i Goertek.

pięć,uszczelniaćPakowaćsprzęt:„Rozwój grupy”

Byłem świadkiem rozwoju branży telefonicznej i central sterowanych programowo, grup zajmujących się komunikacją mobilną i telefonią komórkową, a także przyczyniłem się do rozwoju grup w branży układów scalonych na kontynencie. Termin „rozwój grupy” jest najbardziej odpowiedni w odniesieniu do branży urządzeń pakujących i testujących.

At SEMICONChina 2021, I saw the localization of many categories of packaging and testing equipment. Packaging includes grinding, cutting (DICING), DIE BOND (crystal bonding), WIRE BOND (wire bonding) and other main equipment areas.

Rozwój krajowego sprzętu będzie bardzo pomocny w demontażu monopoli, obniżeniu kosztów, zwiększeniu wydajności i efektywności.

Podczas konferencji Packaging Conference 2020, która odbyła się w Tianshui, Hua Tianxiao Shengli powiedział, że firmy zajmujące się pakowaniem i testowaniem powinny stawiać na współpracę, a nie na konkurencję, aktywnie rozwijać produkcję sprzętu i materiałów krajowych oraz stopniowo kończyć tworzenie platformy testowej.

Wykorzystanie krajowego sprzętu w celu przełamania monopolu sprzętu zachodniego może skutecznie obniżyć koszty, co jest wyraźnie widoczne na przykładzie opakowań.

Firma Xinqi Micro Devices, która właśnie zadebiutowała na giełdzie Science and Technology Innovation Board, wypełniła lukę w krajowym sprzęcie do litografii bezmaskowej. Jej sprzęt do litografii bezpośredniego zapisu obsługuje obszary PCB (płytek drukowanych) i wyświetlaczy pan-semiconductor (FPD), a planuje również wprowadzenie sprzętu do litografii bezpośredniego zapisu do układów waflowych (WLP). Po wejściu na giełdę cena akcji gwałtownie wzrosła, a cały sektor półprzewodników również odnotował wzrost (miejmy nadzieję, że nie tylko odbicie).

Uwaga: Autor Dai Hui i Qu Lujie, główny naukowiec Xinqi Micro Devices, przy stoisku

In terms of die bonding machines, Dongguan Plessin once filled the gap in domestic linear IC-level die bonding machines (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. Sprzęt testowy: „Rozwój grup”

Sprzęt testowy obejmuje przede wszystkim maszynę sortującą Handler do testowania na poziomie układów scalonych, stację sondującą Probe do testowania na poziomie płytek i automatyczną maszynę testującą ATE.

There are great opportunities for localization of testing equipment. New processes bring customization needs, and domestic equipment may be used in one step to achieve higher efficiency and better performance.

Shenzhen Silicon Electric is a manufacturer of probe stations and sorting machines.

Uwaga: Autor Dai Hui i profesor Hu Hong z Instytutu Technologicznego w Harbinie przy stoisku z silikonem

Zhang Yue, dyrektor generalny Yuexin Technology, zapoznał mnie z głównym produktem, sprzętem do testowania pamięci, który charakteryzuje się wysoką wydajnością, spójnością i stabilnością.

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

Uwaga: Autor Dai Hui i dyrektor generalny Acceleration Technology Wu Gang przy stoisku

Shaoxing Hongbang displayed a variety of power device testing machines and sorting machines. I "rolled up my sleeves" and tried them out.

Uwaga: Maszyna do testowania urządzeń dyskretnych zaprezentowana przez Shaoxing Hongbang

Firma Nanjing Hongtai Semiconductor zaprezentowała serię zautomatyzowanych produktów do testowania półprzewodników ATE. W 2019 roku firma w całości przejęła japońską firmę Azurtest Co., Ltd. (Azurtest), znaną z technologii testowania analogowego.

Note: Hongtai Semiconductor exhibits mixed-signal test machine MS8000

Rozwijają się również firmy świadczące powiązane usługi. Shanghai Jifeng Electronics oferuje usługi takie jak analiza materiałów, analiza awarii i certyfikacja niezawodności.

siedem,Materiały do ​​pakowania:stały rozwój

W dziedzinie materiałów Chiny kontynentalne również nadrabiają zaległości, np. w przypadku podłoży i ramek wyprowadzeniowych, gdzie ostatnio „rozważano zmianę koloru bazowego”.

Przemysł elektroniczny wykorzystuje duże ilości metalu szlachetnego, jakim jest złoto, głównie do łączenia drutowego pakietów. Branża stale promuje stosowanie miedzi (a nawet aluminium) jako zamiennika złota w coraz większej liczbie zastosowań, a firmy z Chin kontynentalnych również włożyły w to wiele wysiłku.

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. Prawdziwy bohater „rdzenia”: Nie zapomnij o oryginalnym „rdzeniu” i zgromadź tysiące mil krzemu

Pan Ding Wenwu, szef Narodowego Funduszu Układów Zintegrowanych, zamieścił piosenkę „Prawdziwi bohaterowie układów scalonych”, wyrażając w niej „sedno” uczuć wielu osób związanych z układami scalonymi: wykorzystajmy nasze „rdzenie”, aby wspólnie zrealizować chińskie „sedno marzenia”; niech nasze „rdzenia” będą jak gwiazdy i morze, sprawiając, że świat stanie się połączony i interaktywny.

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.