1958'de Texas Instruments'ta (TI) çalışan Jack S. Kilby, germanyum (Ge) alt tabaka kullanarak çeşitli transistörleri, dirençleri ve kapasitörleri birbirine bağlayarak dünyanın ilk entegre devresini başarıyla geliştirdi. Daha sonra Robert Noyce, silikon (Si) tabanlı entegre devreyi icat etti. Günümüzdeki yarı iletken uygulamalarının çoğu silikon tabanlı entegre devrelerdir (birinci nesil yarı iletkenler olarak adlandırılır). Çipler, modern endüstrinin "petrolü" haline gelmiştir.

Çip endüstrisi ilk başladığında, her şey IDM (Entegre Cihaz Üretimi) modeli üzerine kuruluydu. INTEL ve TI, çipleri hem tasarlıyor hem de üretiyordu; bu da küçük şirketlerin çip endüstrisine girmesini zorlaştırıyordu.

TI'dan gelen Zhang Zhongmou, 1987'de profesyonel yonga üretim şirketi (Foundry) TSMC'yi kurdu ve "ayrışma" ile yarı iletken yonga üretiminde bir çağ başlattı. Çip üretimi üç aşamaya ayrılıyor: tasarım, yonga ve paketleme ile test. Tasarım şirketleri (fabless tasarım, fabless model) yonga ve paketleme ile test işlemlerini dışarıdan yaptırarak tasarım, satış ve servise odaklanabiliyor.

Teknoloji emektarı Dai Hui, her zaman geçmişten bir olayı paylaşmak istemiştim ve bugün nihayet fırsat buldum. 1993 yılında, Öğretmen Wang Xiangfu, sınıfımızı Wuxi'de, montaj hattında devre kartlarını elle kaynaklama stajına götürdü. Her sabah ve akşam, büyük bir tabelada iki büyük harf bulunan, yüksek duvarlı ve sıkı korunan bir yerleşke görüyordum: Huajing. O zamanlar bunun ne için olduğunu merak ediyordum. Bu sırada, 908 Projesi'nin 5 inçlik 3 mikronluk üretim hattı tüm hızıyla inşa ediliyordu.

Tayvan'ın dış kaynaklı yarı iletken montaj ve test endüstrisi (OSAT, Outsourced Semiconductor Assembly and Testing) hızla gelişti. ASE ve Silicon Products şirketleri 1984 yılında kuruldu.

Qualcomm ve NVIDIA gibi ünlü şirketler de dahil olmak üzere sayısız varlık açısından hafif çip tasarım şirketi ortaya çıktı ve Çin anakarası da yeni nesil çip tasarımı alanında büyük adımlar attı. 1991'de Lenovo'dan Ni Guangnan çip üretti ve Huawei'den Xu Wenwei de (Texas Instruments tarafından üretilen) çip üretti. Guowei 1993'te kuruldu ve Shenzhen'deki Huangpu Askeri Akademisi'nin çip endüstrisi haline geldi. Şu anda Çin anakarasında binlerce (bazıları on binlerce diyor) çip tasarım şirketi bulunmaktadır.

Elbette, varlık yoğun IDM modeli her zaman var olmuştur ve her iki modelin de kendi avantajları vardır. AMD, IDM modelinden FABLESS'e dönüşümün başarılı bir örneğidir; INTEL ise her zaman IDM'ye bağlı kalmış ve yakın zamanda IDM2.0 modeline geçerek gelişmiş paketlemeye büyük yatırımlar yapmış ve wafer dökümhane pazarına yeniden girmiştir.

Kapalı beta süreci "gizli bir şekilde" yürütülüyor ve kamuoyuna açık değil. Aslında, paketleme ve test işlemleri bağımsız olarak ve tek bir fabrikada veya farklı fabrikalarda yapılabiliyor. Paketleme ve test, "tedarik edilen malzemelerle işleme" iş modelini benimsiyor ve siparişler yarı iletken tasarım üreticilerinden geliyor.

Geleneksel çip ölçekli paketleme, yonga levhası kesildikten sonra, dış ortamın, safsızlıkların ve fiziksel kuvvetlerin etkisinden korunmak için yonganın kapalı bir alana (kasa) yerleştirilmesiyle yapılır. Aynı zamanda, ilgili pinler (veya bağlantı uçları) dışarı çekilir ve son olarak temel bileşen olarak kullanılır.

Yonga levha seviyesinde paketleme teknolojisi (Wafer Level Packaging), tüm yonga levhasını paketleyip test eden ve ardından tek bir nihai yonga elde etmek için kesen bir teknolojidir. Paketlenmiş yonganın boyutu, ham yonganın boyutuyla aynıdır.

Entegre devre testleri, niteliksiz çip örneklerini tespit etmek için çeşitli yöntemler kullanır. Esasen iki aşamaya ayrılır: biri ambalajlamadan önce gofret testi; diğeri ise ambalajlamadan sonra bitmiş entegre devre ürünlerinin testidir. Şu anda, ambalajlama aşamasında görsel test de uygulanmaktadır.

SEMICON CHINA 2021'de (Uluslararası Yarı İletken Fuarı) en çok hissettiğim şey, Çin anakarasında paketleme ve test sektörünün hızla geliştiği ve bunun da ekipman ve malzeme gruplarının yükselişine yol açtığıydı. Birçok ekipman kategorisinde yerli modeller bulunuyor; örneğin Zhongke Feichi, Plessin, Leiming Laser, Silicon Power, Yuexin, Acceleration, Hongtai, Hongbang, Octavia Ideal ve daha birçok şirketin ekipmanları. Şu anda yerli ekipmanların pazar payı hala çok küçük ve gelecekteki gelişme için büyük bir potansiyel var.

Elbette, paketleme ve test teknolojisi, bu makalede ele alınmayacak olan pan-chip alanında (dirençler, kapasitörler ve indüktörler, LED'ler, ekranlar ve güneş polikristal silikonu gibi ayrık bileşenler) da kullanılmaktadır. Xinqi Micropackage, PCB ve ekran (FPD) ve diğer alanlara odaklanmaktadır.

bir,anakaraAmbalaj ve test sektörü: hızla büyüyor20Yıl

Şu anda dünyanın en iyi on yarı iletken paketleme ve test üreticisi arasında başlıca Çin-Tayvan ASE (Silicon Products ve USI hariç), Amerikan Amkor, Changdian Technology (Çin anakarası), Silicon Products (Tayvan), Licheng (Tayvan), Tongfu Microelectronics (Çin anakarası), Huatian Technology (Çin anakarası), Singapur United Testing, KYEC Radio (Tayvan) ve Xinbang Technology (Tayvan) yer almaktadır. Çin anakarasının "Üç Silahşörü" Changdian Technology, Tongfu Microelectronics ve Huatian Technology ilk on arasında yer almaktadır.

Son iki üç yıldaki yarı iletken endüstrisindeki büyüme patlaması sırasında, yüzlerce Çin anakara şirketi paketleme ve test alanına girdi. Çin anakarasının küresel paketleme ve test endüstrisindeki toplam payı giderek artıyor ve %50'yi aşacak.Hatta Foxconn bile ambalaj sektörüne girdi. Bu rakam, Çin'in küresel PCB (Baskılı Devre Kartı) çıplak levha ve SMT (Yüzey Montaj) üretim kapasitesindeki payına benzer. Çin anakarasında 30,000'den fazla SMT üretim hattı bulunuyor ve bu da dünya toplamının yarısından fazlasını oluşturuyor. Bir zamanlar şöyle bir espri vardı: Dongguan'da trafik sıkışıklığı olursa, dünya genelindeki elektronik ürün fiyatları da dalgalanır.

Genel olarak, Çin anakarasındaki paketleme ve test şirketlerinin seviyesinin uluslararası ileri seviyeyle neredeyse aynı düzeye ulaştığına inanılıyor. Çin anakarasındaki yarı iletken şirketlerinin her alanda dünyaya öncülük edeceği ilk sektörün büyük olasılıkla paketleme ve test sektörü olacağı düşünülüyor.

Komple makine imalat sanayinde kullanılan çiplerin temel olarak Çin anakarasında paketlenmesi bekleniyor; Çin anakarasında paketlenen çipler ayrıca Vietnam/Hindistan gibi gelişmekte olan komple makine imalat (SMT tabanlı) pazarlarına da büyük ölçekte ihraç ediliyor.

Başka bir deyişle, eğer Çin anakarası ambalaj endüstrisini geliştirmezse, gelecekte SMT üretim kapasitesinin bir kısmının başka yere taşınmasıyla birlikte, anakaranın elektronik tedarik zincirindeki temel konumu zayıflayacaktır.

Ambalaj ekipman ve malzemelerinin tedarik zincirinin uluslararası alanda çeşitlendiğini ve Avrupa, Amerika Birleşik Devletleri, Japonya ve Tayvan'da önemli bir yoğunlaşma olduğunu belirtmekte fayda var.

Çin anakarası, ambalaj ve test endüstrisini hızla geliştirerek, küresel üretim kapasitesini artırmakla kalmamış, aynı zamanda elektronik ürünlerin maliyetini düşürmüş ve dünya genelindeki insanlara fayda sağlamıştır.

Çin anakarasındaki ambalaj endüstrisinin gelişiminde aşağıdaki önemli noktalar bulunmaktadır.

1. Güney Jiangsu'nun merkez aldığı, 2000'li yılların başlarında modern ambalaj endüstrisine büyük ölçekli giriş.

2000 yılından önce, ambalajlama ağırlıklı olarak geleneksel aşamadaydı. Ondan sonra, gelişmiş ambalajlama hızla gelişti ve Çin anakarası bu gelişmeyi yakalama ve hatta aşma fırsatı buldu.

Sanayi gelişiminin genel mantığı şöyledir: Çin'in devasa elektronik tüketici pazarı ve bol iş gücü, elektronik endüstrisini yönlendirmektedir. Yabancı sermayeli çip şirketleri, çip paketleme ve test işlemlerini Çin anakarasına gönderip, oradan da doğrudan komple makine fabrikasına sevk etmektedir. Örneğin, AMD'nin Suzhou'daki paketleme tesisi, Suzhou Sanayi Parkı'ndaki PC anakart üretim endüstrisiyle yakından ilişkilidir.

Makine endüstrisinin tamamının itici gücü olmadan çipler üretilemez. Bu benim için çok önemli çünkü tamamen makine sektöründen geliyorum.

Çin anakarasının gelişmiş paketleme endüstrisi, doğru zaman, yer ve insanlarla birlikte güney Jiangsu'da konumlanmıştır. Suzhou Sanayi Parkı'na, Şanghay'ın ODM/IDH şirketlerine (Huaqin/Wingtech/Longqi vb.) ve Zhangjiang'daki çok sayıda çip tasarım şirketine yakındır.

Ambalaj ve test alanında faaliyet gösteren üç büyük şirket olan Tongfu Micro (1997'de ortak girişim), Changdian (2000'de yeniden yapılandırıldı) ve Gansu Huatian (2003'te kuruldu), hepsi de erken dönem elektronik ayrık bileşen fabrikaları temel alınarak geliştirildi.

Silicon Products, 2002 yılının sonlarında Suzhou Sanayi Parkı'nda Silicon Products Technology (Suzhou) şirketini kurdu. ASE, 2002 yılından bu yana Şanghay Zhangjiang Yüksek Teknoloji Parkı'na yatırım yaparak fabrikalar kurdu. İsrail menşeli teknolojiyle Jingfang Technology ise Haziran 2005'te Suzhou'da kuruldu.

2. Kendi tasarladıkları taklit GSM cep telefonları, Çin anakarasındaki çip tasarım endüstrisinde büyük bir gelişmeye yol açmış ve ambalaj endüstrisini de ileriye taşımıştır.

2000 yılında Çin'deki GSM mobil kullanıcı sayısı iki katına çıkarak 100 milyonu aştı ve bu da Çin'i dünyanın en büyük cep telefonu pazarı haline getirdi. Nokia'nın Dongguan'daki ve Samsung'un Huizhou'daki cep telefonu fabrikaları büyük ölçekli olup, yerel cep telefonu markaları da gelişmeye başlamıştır.

2006'dan itibaren, küresel GSM kapsama alanının genişlemesiyle (3G'nin GSM'nin yerini alacağı yanılgısının değişmesiyle), kendi tasarımlarını yapan, markasız GSM cep telefonları dalgası ortaya çıktı.

Çin anakarasındaki yerel çip tasarım endüstrisi de ilk büyük patlamasını yaşadı ve bu durum gelişmiş paketleme alanına da büyük bir ivme kazandırdı.

Daha önce Howe'da çalışan ve şu anda Corestar'ın CEO'su olan Du Zheng, CIS (CMOS görüntü sensörü) teknolojisinin wafer, paketleme ve test konularında gereksinimleri olduğunu ve tüm sürecin iyi bir kaliteye ulaşmasını gerektirdiğini söyledi.

Jingfang, İsrail'den ambalaj teknolojisi getirdi ve Howey de yatırıma katıldı. Jingfang ve Huatian Kunshan fabrikalarının ambalaj üretim kapasitesinin %70'i daha önce sadece Gekko Micro'nun CIS sistemi tarafından karşılanıyordu.

Test etme konusunda da CIS ürünleri bir dönüşüm geçirdi.

Gekewei'nin ilk görüntü sensörlerinin görüntü kalitesi incelemesi insan gözüyle değerlendirilmelidir. Beyaz marka GSM cep telefonu pazarının hızla genişlemesiyle birlikte, son derece uygun fiyatlı (100,000 piksel kadar düşük) bir CIS sensörüyle başlayan Gekewei, sürekli olarak genişlemeye devam etti. Ağırlıklı olarak testler için Zhangjiang'daki merkezine tekrar tekrar taşındı ve burası genç kızlarla doluydu.

Not: iPhone'un ilk dönemlerinde kamera işlevi manuel olarak test ediliyordu. Resim, 2008 yılındaki "iPhone Kızı"nı göstermektedir.

Otomasyon ve yapay zekanın gelişmesiyle birlikte, Du Zheng, artık güçlü otomasyon ekipmanlarının (işleyiciler) ve yapay zeka algılama yöntemlerinin bulunduğunu belirtti. Ambalaj şirketi Tongfu Mikroelektronik'ten Bay Miao Xiaoyong ise, Xinshida ile WLCSP (yonga seviyesinde çip boyutu paketleme) sürecinde iş birliği yaptıklarını açıkladı. Çip ölçekli paketleme (CSP) ve yonga seviyesi paketlemeyi (WLP) bir araya getiren bu yöntemle üretilen çip, "kısa, hafif ve ince" özelliklere sahip olup, tüketici elektroniğinin zeka ve minyatürleşmeye doğru gelişme eğilimiyle uyumludur.

Jiwei.com'un kurucusu Lao Yao (Wang Yanhui) da 2007'de küçük ekipmanları test etmişti, ancak daha sonra medya alanında daha yetenekli olduğunu fark etti. Yine de bu sektöre her zaman ilgi duyduğunu belirterek şunları söyledi: "Birçok çip tasarım şirketi, test ekipmanlarını kendileri satın alıp/seçerek test üretim hattına yerleştiriyor."

Tesadüfen, Apple da üretim hattında aynı şeyi yapıyor.

3, 2014 yıl sonra, küresel ambalaj şirketleri birleşti ve Çinli şirketler birleşme ve devralmaları kullanarak gelişmiş ambalaj pazarına girdi ve önemli müşteriler kazandı.

Changdian Technology, Singapur merkezli STATS ChipPAC şirketini; Tongfu Microelectronics, AMD'nin Suzhou ve Penzhou'daki paketleme ve test tesislerini; Huatian Technology, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki FCI ve Unisem şirketlerini; Jingfang Technology ise Zhi Ruida ve Anteryon şirketlerini satın aldı, vb.

Yapay zekâ büyük ölçüde gelişti, AMD'nin kârı fırladı, Su'nun annesi (Su Zifeng) mutluluktan uçuyor ve Tongfu da bu yükselişe ayak uydurdu.

4. Shenzhen Memory, depolama ambalajlarının hızlı gelişimine öncülük ediyor.

Huaqiangbei, Çin'deki en eski profesyonel elektronik pazarıdır. Bilgisayar bellek modülleri de makine pazarındaki en popüler ürünlerden biridir. Shenzhen Memory de burada kurulmuştur.

2014 yılında, akıllı telefonların ve mobil internetin (WeChat ile temsil edilen) gelişmesiyle birlikte, özellikle fotoğraflar için depolama ihtiyacı da büyük ölçüde arttı ve cep telefonumun 128 GB'ı yetersiz kaldı. 2018 yılında küresel yarı iletken endüstrisi 476.7 milyar ABD dolarına ulaştı. Bunların arasında, en büyük yarı iletken kategorisi olan bellek, yarı iletken pazarının yaklaşık %35'ini oluşturuyor. O yıl, Çin anakarası yaklaşık 310 milyar ABD doları değerinde entegre devre ithal etti ve bunun yaklaşık 100 milyar ABD doları depolama alanındaydı. Yangtze Memory ve Hefei Changxin'in Çin anakarasında kendi wafer fabrikaları bulunuyor.

Çin anakarasındaki marka belleklerinin büyüme potansiyeli çok iyi. Shenzhen'de Kintek, Creative, Acer, Longsys, Memory, Baiwei ve Jiaho Jinwei gibi (sıralama önemli değil) birçok mükemmel bellek markası şirketi bir araya geldi. Shenzhen Technology (Kingston'ın Payton şirketini satın aldı) ve Konka da pazara girdi. Bu şirketler çip paketleme ve modül paketleme alanına girdiler.

Shenzhen'deki bellek talebinin etkisiyle, Taiji Semiconductor, Changdian Technology ve Tongfu Microelectronics gibi şirketler de depolama paketleme ve test etme konusunda yoğun çalışmalar yürütüyor.

İşte yerli ekipmanların kullanımıyla ilgili bir başka hikaye. 2013 yılında, elektronik üretim endüstrisi için üretim teknolojisi çözümleri sağlayan Shenzhen Kaiyi Technology'nin depolama müşterileri, otomatik yapıştırmalı denetim ihtiyacını dile getirdi. Kaiyi, ilgili ürünleri geliştirmek için Güney Kore ve Japonya'daki tedarikçilere başvurdu, ancak yüksek ölçüm doğruluğu gereksinimleri ve yazılım algoritması zorluğu nedeniyle reddedildiler. Sonunda, yerel üretici Shenzhen Octavia ile iş birliği yaptılar. Octavia, olgun SMT deneyimini paketleme sürecine aktararak çevrimiçi sürekli görsel denetim elde etti. 2015 yılında çevrimiçi olarak faaliyete geçen sistem, depolama, sensör paketleme ve diğer ürünlerde uygulanmaya başlandı.

5. Yapay zekâ destekli Nesnelerin İnterneti (AIoT) ve elektrikli araçlar, gelişmiş ambalajlamada yeni bir yükselişe yol açıyor.

SEMICON CHINA 2021 fuarında, gelişmiş ambalaj ve yüksek yoğunluklu ambalajlamanın hızla geliştiği görülmektedir.

Yapay zekâ ve nesnelerin interneti (AIoT) çağının gelişmesiyle birlikte, çay içmek (kaynayan suya otomatik olarak su eklemek), sigara içmek (elektronik sigaralar), kapı açmak (akıllı kilitler), yer süpürmek (robotlar) ve evde ders çalışmak (dizüstü bilgisayarlar) gibi işlemlerin tamamı çok sayıda çiple donatılıyor.

Tesla, Lingang'da fabrika kuruyor. Çin, yeni altyapı çalışmaları başlattı ve şarj istasyonları inşa etti; elektrikli araç ve iki tekerlekli elektrikli araç sektörleri büyük ölçüde gelişti ve bu da çiplere olan talebi büyük ölçüde artırdı. Otomotiv sınıfı çipler, güvenilirlik açısından yüksek gereksinimlere ve özel paketleme gereksinimlerine sahiptir.

Çin'de ambalaj sektörü, birçok şirketin akın etmesiyle birlikte patlayıcı bir büyüme yaşıyor. Ningbo da harekete geçti. Yeni kurulan Yongsi Electronics, doğrudan gelişmiş ambalajlama alanına yöneldi ve hızlı ilerlemeyle devler arasına girdi. Ülke genelinde şimdiden çok yüksek bir sıralamada olduğu söyleniyor.

2. Çin anakarasının ambalaj ve test alanındaki gelişimi: Elektronik endüstrisi Çin'den kaçınamaz.

Cep telefonlarının merkezinde yer aldığı elektronik ürünler, Çin'in en büyük ihracat ürünleridir, bunu tekstil ürünleri takip eder. Reform ve dışa açılmanın ilk günlerinde 100 milyon pantolonun bir uçak karşılığında takas edildiğiyle ilgili fıkrayı hâlâ hatırlıyor musunuz?

Daha geniş bir perspektiften bakıldığında, küresel salgınla mücadele elektronik ürünlerden ayrı düşünülemez; daha dar bir perspektiften bakıldığında ise, duş alırken bile cep telefonlarını elinde tutan birçok insan var!

Elektronik bilgi teknolojisi ürünlerinin tedarik zinciri oldukça karmaşıktır. Çok sayıda parça, karmaşık yazılım ve donanım tasarımları ve süreç gereksinimleri, Çin'in mühendislik ve üretim alanındaki üstünlüğünü açıkça yansıtmaktadır. Bu nedenle, Çin'den ayrılması en zor olan sektör budur. "Küreselleşmeden arındırılsa" bile, "Çinlilikten arındırılamaz".

Elektronik ürünlerin üretim süreci kabaca üç bölüme ayrılır: yonga levha, paketleme ve komple makine imalatı (SMT yüzey montajı bunun çekirdeğidir). Yonga levha paketleme testine bağlanır ve komple makine alt kısma bağlanır.

Yarı iletken levha endüstrisinde çalışan sayısı az olsa da, teknik unsurlar Batı'nın sıkı kontrolü altında ve aradaki fark açıkça ortada. "Sıkışmış boyun" sorununu tamamen çözmek için hâlâ zorlu bir yol var. Amerika Birleşik Devletleri'nin yarı iletken levha üretim alanını güçlendirdiğini belirtmekte fayda var. TSMC/Samsung/INTEL/GlobalFoundries, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki en gelişmiş süreçlerle yarı iletken levha üretimini güçlü bir şekilde geliştirecekler.

Hindistan her yıl yüz ila iki yüz milyon cep telefonu satıyor ve elbette üretim endüstrisini geliştirmek zorunda. Çin anakarasındaki komple makine üretimi kaçınılmaz olarak bir kısmını yurt dışına kaydıracak (örneğin, Apple, Mi OV vb. şirketlerin Hindistan'da zaten üretim kapasitesi bulunuyor).

Bu nedenle, stratejik açıdan bakıldığında, çip paketleme ve test alanının güçlendirilmesi gerekmektedir. Ancak bu şekilde Çin, tedarik zincirinde önemli bir halka olarak yerini koruyabilir ve "Çin Malı"nın genel temel konumunun değişmeden kalmasını sağlayabilir.

Nanjing Posta ve Telekomünikasyon Üniversitesi Nantong Ambalaj Araştırma Enstitüsü'nden Profesör Cai Zhikuang, son zamanlarda ambalajla ilgili en büyük duygunun "kokladıktan sonra rengin değişmesi" olduğunu duygusal bir şekilde ifade etti. Örneğin, bir BGA ambalaj üretim hattında, yeterli BGA substrat üretim kapasitesi yoksa, aceleyle sipariş almaya cesaret edemezler. Ülke, yatırımı artırmalı ve "temelleri duyduktan sonra rengin değişmesi" aşamasından "temelleri duyduktan sonra dans etme" aşamasına en kısa sürede geçmelidir, böylece herkesin substratı ve her evin üretim kapasitesi olur.

Bu sefer, SEMICON fuar salonuna girer girmez Shennan Circuit ve Tianxin Interconnect'in stantlarına rastladım. Bir yandan paketleme altlıkları üretiliyor, diğer yandan gelişmiş paketleme yapılıyordu.                                  

Jiwei.com'un makalesi bunun nedenlerini şöyle açıklıyor: Ambalaj altlıklarında yaşanan ciddi kıtlığın ardında; üretim genişlemesi için darboğaz oluşturan şey, tedarik zincirindeki malzeme ve ekipmanlardır.

Kurşun çerçeve aynı zamanda önemli bir ambalaj malzemesidir ve üretim kapasitesi de yetersizdir.

Çevrimiçi tasarım şirketlerinin "üretim kapasitesi için yalvarıyor" olmaları asılsız değil.

3. Gelişmiş paketleme: wafer ve SMT ile birleştirilmiş

1Gelişmiş ambalajlama da yüksek teknoloji ürünüdür.

Yarı iletken endüstrisinin gelişiminin ilk aşamalarında, yarı iletken paketleme her zaman nispeten düşük teknik engellere ve nispeten yüksek işçilik maliyetlerine sahip bir sektör olarak görülmüştür. Paketleme, entegre devre endüstri zincirinde para kazanmanın en zor olduğu sektördür. Her bir doların marjinal artışını kazanmak için sürekli olarak yatırımı artırmak gerekir.

Çip entegrasyon seviyesi arttıkça, yarı iletken paketleme için teknik gereksinimler de giderek yükseliyor; bu da yarı iletken paketlemeyi artık basit bir teknoloji olmaktan çıkarıyor. Her türlü gelişmiş paketleme ve yeni süreçler ortaya çıktı ve bu beni hayrete düşürüyor.

Ambalaj karmaşıklığı artmaya devam ettikçe, gelişmiş ambalajlama üretim artışının önemli bir kaynağı haline gelmiştir. Gelecekte, çipin üç bölümünün oranının şu şekilde olması beklenmektedir: 3 (tasarım): 4 (yonga levha): 3 (ambalajlama).

Geleneksel paketleme, çip tasarım şirketlerinin düzenlemelerini pasif bir şekilde kabul eder. Mevcut eğilim, çip tasarım üreticilerinin paketleme üreticileriyle giderek daha fazla iş birliğine dayalı tasarım yapmaları gerektiğidir. Moore sonrası dönemde, çip arka uç üretim teknolojisi, çiplerin yüksek performans ve yüksek yoğunluk yönünde gelişimini yönlendirecektir.

2019 Jiwei Yarı İletken Zirvesi'nde Dad Jiang (Jiang Shangyi), yarı iletken endüstrisi ortamının muazzam değişiklikler geçirdiğine inanıyordu. Bu durum esas olarak şu yönlerde kendini gösteriyor: Birincisi, Moore Yasası'nın ilerlemesi fiziksel sınıra yaklaştı ve en gelişmiş silikon süreçleri (7nm, 5nm gibi) yalnızca çok az sayıda son derece yüksek talep gören üründe (örneğin cep telefonu ana çipleri) kullanılabiliyor; ikincisi, paketleme ve devre kartı teknolojisinin ilerlemesi nispeten geride kaldı ve sistem performansı için giderek bir darboğaz haline geliyor; üçüncüsü, çip (tasarım şirketi) çeşitlenmesi çağı geliyor ve pazar artık birkaç üreticinin elinde olmayacak. Farklı sistemlere ve her bir ünitenin özel ihtiyaçlarına göre, uygun ünitelerin seçilmesi ve gelişmiş paketleme ve devre kartı teknolojisiyle yeniden entegre edilmesi, Moore sonrası dönemin gelişim trendlerinden biri olacak.

Changdian Technology CEO'su Zheng Li şunları söyledi: "Günümüz yarı iletken paketlemesi sadece çipi bir kabuğa kapatma işlemi değil, aynı zamanda çipin içindeki işlem, çip kablolaması, ara bağlantı arayüzü ve hatta wafer'ın yeniden düzenlenmesi gibi onlarca işlemi de gerektiriyor. Bundan sonra, bazı çiplerin aynı paketteki diğer çiplerle yerleştirilmesi ve birbirine bağlanması gerekiyor ve bazen de bu çiplerin çeşitli fonksiyonel modüllerinin organik olarak çalışmasını sağlamak için yüksek yoğunlukta birbirine bağlanması gerekiyor. Bu nedenle, Moore Yasası sonrası dönemde paketleme artık sadece hat genişliği, hat aralığı ve entegrasyon boyutuna değil, sistemin performansını nasıl iyileştireceğimize ve tüm mikro sistemin entegrasyonunu nasıl geliştireceğimize daha çok odaklanıyor."

2,Ambalajlama ve ön uç yonga üretimi kombinasyonu

Şok edici bir haber var: TSMC ve SMIC gibi wafer fabrikaları da wafer seviyesinde paketleme sektörüne girdi. Başlangıçta bunun paketleme sektörü için bir tehdit olduğunu düşünmüştüm, ancak Changdian CEO'su Zheng Li bunun aslında iyi bir şey olduğunu düşünüyor. Gelişmiş paketleme için bir gelişim yolu wafer seviyesinde paketlemedir (WLP). Wafer seviyesinde paketleme, 2D, 2.5D ve 3D gibi çok boyutlu yönlerde gelişmeye devam ederse, kaçınılmaz olarak wafer fabrikalarıyla iş birliği yapacaktır. Bunun nedeni, wafer fabrikasının wafer üzerinde TSV (Silikon Üzerinden Geçiş Yolu) proses üretimini gerçekleştirebilme yeteneğine sahip olmasıdır. Silikon transfer kartları söz konusu olduğunda, wafer fabrikası ayrıca yüksek yoğunluklu kablolamaya sahip bir wafer olan Silikon Ara Katman (silikon interposer) da üretebilir. Paketleme ve test fabrikasının RDL (wafer yeniden dağıtım) işlemini gerçekleştirmesi ve ardından paketleme ve test seviyesinde kablolamayı yüksek yoğunlukta yeniden entegre etmesi gerekir.

Sektör uzmanları, Changdian ve ASE arasında üst düzey paketleme ve test verimliliği oranında yaklaşık %10'luk bir fark olduğunu ve bunun iyileşmesinin zaman alacağını belirtti. Ancak, anakara paketleme ve test teknolojisinin önceki aşamada wafer üretiminden daha hızlı bir şekilde yaygınlaşması muhtemeldir. Kapalı beta testini artık arka uç olarak görmek geçmişte kalmış bir şey değil. Günümüzde kapalı beta ile ön uç arasında birçok kesişim noktası var. Zorluklar her yerde ve azim ile sabır gerektiriyor!

3Gelişmiş paketleme ve SMT yüzey montaj kombinasyonu

Yukarıda açıklanan gofret üretimiyle entegrasyona ek olarak, paketleme ve test işlemleri de komple makine üretimiyle (çekirdek olarak SMT) yakından entegre edilmiştir.

2015 civarında, gerekli bileşenleri bir modül halinde entegre eden, paketleme ve kablolama sorunlarını azaltan, yerden tasarruf sağlayan, performansı artıran ve tüm makinenin maliyetini düşüren çoklu çip paketleme teknolojisinin demosunu ilk kez gördüm.

Sistem-Paket İçi (SiP) ve Yüzey Montajı (SMT) birbirinden ayrılamaz. ASM-PT, K&S gibi büyük ekipman üreticileri başlangıçta SMT yerleştirme makineleri üretmişlerdir. SiP, çip sistem entegrasyonu sırasında karşılaşılan proses uyumluluğu, sinyal karışımı, gürültü girişimi ve elektromanyetik girişim gibi sorunları azaltabilir.

Cep telefonu RF ön uç modülleri (PAMiD, vb.) büyük ölçüde SiP veya benzeri süreçler kullanır. Kaiyuan Communications'tan Jia Bin, 5G'nin yaygınlaşmasının cep telefonlarına giderek daha fazla radyo frekansı bileşeni getirdiğini söyledi. Bunlar ayrı ayrı paketlenip daha sonra PCB kartına yerleştirilerek bağlantı yapılırsa, cep telefonu bunlara sığmayabilir, bu nedenle entegre edilmeleri en iyisidir. SAW, BAW, PA, LNA ve RF Switch gibi radyo frekansı çiplerinin temel süreçleri farklıdır. SoC çözümleri kullanılamaz. Bunun yerine, sistem düzeyinde paketleme ve diğer süreçler kullanılarak birden fazla çip modüller halinde paketlenebilir. Uluslararası büyük isimler Skyworks, Qorvo, Avago (Broadcom'un satın alımı), Qualcomm vb. bunu yapıyor. İnternette arama yaptım ve GaAs, bulk silicon CMOS, SOI yalıtım alt tabaka silikonu, silikon tabanlı MEMS, SiGe silikon germanyum vb. gibi birçok radyo frekansı süreci olduğunu buldum.

Kamera modülü ve parmak izi tanıma modülü, COB (Chip on Board) teknolojisini kullanmaktadır. Çip paketlenmez ve doğrudan çıplak plakalara (kalıplara) kesilir; böylece yapıştırma ve diğer paketleme işlemleri modül aşamasına ertelenir.

Yaygın olarak kullanılan "inek pisliği çipi" de COB (Coupled Bonding) işlemiyle üretilir. Çıplak çip, yapıştırma ekipmanı aracılığıyla PCB devre kartına sabitlenir ve ardından üzerine epoksi reçine yapıştırıcı damlatılır. Daha sonra diğer bileşenler SMT (Surface Mounting) işlemiyle bağlanır ve bir devre kartı oluşturulur. Arayan kimliği belirleme telefon kontrol kartı da bunu yapar. Altın tel halkaları, çipi çevreleyen çok sayıda yapıştırma altın telini temsil eder.

Not: CID telefon kontrol paneli (fotoğrafı yazar Dai Hui tarafından Tianxunlong'da çekilmiştir)

4. Gelişmiş ambalajlama: patent anlaşmazlıkları

Ambalaj sektöründe de patent savaşları kaçınılmaz olarak yaşanacaktır. Jiweiwang'ın fikri mülkiyet danışmanlığı bölümünün başkanı Bay Mark, Çinli ve yabancı şirketler arasında ambalaj patentleri konusunda yaşanan klasik bir örneği, MEMS mikrofon sektöründen aktardı.

MEMS teknolojisini geleneksel elektretlerin yerine mikrofon üretiminde ilk uygulayan Amerikan şirketi Knowles, 2000 yılında temel paketleme patenti için başvuruda bulundu. Bu patente dayanarak Knowles, 2006 yılında Amerikan Akustica, Singapur Memstech, Amerikan ADI, İngiliz Wolfson, Güney Koreli Baoxing, Amerikan Amkor ve Çin anakarasındaki Goertek şirketlerine karşı patent ihlali davaları açtı ve hatta 337 numaralı soruşturmayı başlattı.

Anakara MEMS mikrofon üreticisi AAC, patent davalarından kaçınmak için Knowles ile erken dönemde bir patent lisans anlaşması imzaladı. Ancak, yüksek patent lisans ücretleri de anakara şirketlerinin karşı karşıya kaldığı bir gerçek haline geldi. Buna karşılık, Tayvan, Çin'deki endüstriyel zincir, Knowles'ın ABD patentini atlatmaya daha fazla önem veriyor. Tayvan Endüstriyel Araştırma Enstitüsü önderliğinde, Meilu gibi büyük elektroakustik üreticileriyle birlikte, Knowles'ın ambalaj patentini atlatmak için en az yedi patent geliştirildi. Ancak, Knowles'ın temel patentlerinden kaçınmaya aşırı önem verilmesi nedeniyle, Tayvan, Çin'in başlangıçta avantajlı olan yarı iletken üretim avantajları MEMS mikrofon alanında kullanılmadı, pazar fırsatları kaçırıldı ve sonuçta anakara Çin'in AAC ve Goertek şirketlerine dönüştü.

beş,mühürlemekPaketlemekekipman:"Grupların Yükselişi"

Telefon ve program kontrollü anahtarların, mobil iletişim ve cep telefonu endüstri gruplarının yükselişine tanık oldum ve ayrıca anakara çip endüstrisindeki grupların da yükselişine öncülük ettim. "Grup yükselişi" terimi, ambalaj ve test ekipmanı endüstrisine atıfta bulunmak için kullanıldığında en uygunudur.

SEMICONChina 2021'de, birçok ambalaj ve test ekipmanı kategorisinin yerelleştirilmesine tanık oldum. Ambalajlama; taşlama, kesme (DICING), kalıp bağlama (kristal bağlama), tel bağlama (tel bağlama) ve diğer ana ekipman alanlarını içeriyor.

Yerli üretim ekipmanlarının geliştirilmesi, tekelciliğin ortadan kaldırılmasına, maliyetlerin düşürülmesine, performansın ve verimliliğin artırılmasına büyük katkı sağlayacaktır.

Tianshui'de düzenlenen 2020 Ambalaj Konferansı'nda Hua Tianxiao Shengli, ambalaj ve test şirketlerinin rekabet yerine iş birliği anlayışına bağlı kalmaları, yerli ekipman ve malzeme geliştirme çalışmalarını aktif olarak sürdürmeleri ve test platformunu kademeli olarak tamamlamaları gerektiğini söyledi.

Yerli ekipman kullanarak Batı menşeli ekipmanların tekelini kırmak, özellikle ambalajlama alanında maliyetleri etkili bir şekilde düşürmenin yoludur.

Kısa süre önce Bilim ve Teknoloji İnovasyon Kurulu'nda (STB) işlem görmeye başlayan Xinqi Micro Devices, yerli maskesiz litografi ekipmanı pazarındaki bir boşluğu doldurdu. Doğrudan yazma litografi ekipmanı, baskılı devre kartı (PCB) ve pan-yarıiletken (FPD ekran) alanlarına hizmet veriyor ve wafer seviyesinde paketleme (WLP) için de doğrudan yazma litografi ekipmanı planlıyor. Listelemenin ardından hisse senedi fiyatı hızla yükseldi ve tüm yarıiletken sektörü de bir yükseliş yaşadı (umarım sadece bir toparlanma değildir).

Not: Yazar Dai Hui ve Xinqi Mikro Cihazlar'ın baş bilim insanı Qu Lujie stantta.

Kalıp bağlama makineleri açısından Dongguan Plessin, bir zamanlar yerli doğrusal IC seviyesinde kalıp bağlama makineleri (DIE BOND) alanındaki açığı kapatmıştı.

Beyond Moore Fund'dan Wang Lin, Leiming Laser'in Batılı şirketlerle karşılaştırılabilir performansa sahip lazer oluk açma ve lazer gizli kesim ekipmanlarını piyasaya sürerek pazar tekelini kırdığı bir örnek olay sundu.

6. Test Ekipmanları: “Grupların Yükselişi”

Test ekipmanları başlıca çip seviyesi testleri için sıralama makinesi (Handler), gofret seviyesi testleri için prob istasyonu (Probe) ve otomatik test makinesi (ATE) içerir.

Test ekipmanlarının yerelleştirilmesi için büyük fırsatlar mevcut. Yeni süreçler özelleştirme ihtiyaçlarını beraberinde getiriyor ve yerli ekipmanlar tek adımda daha yüksek verimlilik ve daha iyi performans elde etmek için kullanılabilir.

Shenzhen Silicon Electric, prob istasyonları ve ayırma makineleri üreticisidir.

Not: Fotoğrafta, Harbin Teknoloji Enstitüsü'nden yazar Dai Hui ve Profesör Hu Hong, silikon standında görülüyor.

Yuexin Technology CEO'su Zhang Yue, bana ana ürünleri olan ve yüksek verimlilik, tutarlılık ve istikrar konusunda çok çalışma yapmış olan Bellek test ekipmanını tanıttı.

Accelerate Technology, yapay zekâ ile birleştirilmiş yüksek performanslı ATE otomatik test makinesini piyasaya sürdü.

Not: Yazar Dai Hui ve Acceleration Technology CEO'su Wu Gang stantta.

Shaoxing Hongbang, çeşitli güç cihazı test makineleri ve sıralama makineleri sergiledi. Ben de kolları sıvayıp hepsini denedim.

Not: Shaoxing Hongbang tarafından sergilenen ayrık cihaz test makinesi

Nanjing Hongtai Semiconductor, bir dizi yarı iletken ATE otomatik test ürünü sergiledi. Şirket, 2019 yılında analog test teknolojisiyle ünlü Japon Azurtest Co., Ltd.'yi (Azurtest) tamamen satın almıştı.

Not: Hongtai Semiconductor, MS8000 karma sinyal test cihazını sergiliyor.

İlgili hizmet şirketleri de gelişiyor. Şanghay Jifeng Elektronik, malzeme analizi, arıza analizi ve güvenilirlik sertifikasyonu gibi hizmetler sunmaktadır.

Yedi,Ambalaj malzemeleri:istikrarlı gelişim

Malzeme alanında da Çin anakarası hızla gelişiyor; örneğin, son zamanlarda "taban rengi değişimi" konusunun tartışıldığı alt tabakalar ve kurşun çerçeveler gibi.

Elektronik endüstrisi, özellikle paketlerin tel bağlamasında büyük miktarda değerli metal altın kullanmaktadır. Endüstri, altın yerine bakır (hatta alüminyum) kullanımını giderek daha fazla alanda teşvik etmeye devam etmekte ve Çin anakarasındaki şirketler de bu konuda önemli çalışmalar yürütmektedir.

Shenzhen'in çip üretim endüstrisi bazı yerli şehirlerden daha yavaş ilerliyor, bu nedenle bazı alanlarda öne geçmeyi planlıyor. Shenzhen, 2020'den itibaren yeni nesil bilgi ve iletişim teknolojilerinin geliştirilmesini teşvik edecek. Shenzhen Robot Birliği Genel Sekreteri Bi Yalei, 30 Aralık 2020'de Çin Bilimler Akademisi İleri Bilimler Akademisi'nin Bao'an'da Shenzhen Uluslararası İleri Elektronik Malzeme İnovasyon Enstitüsü'nü (bundan sonra "Elektronik Malzeme Enstitüsü" olarak anılacaktır) kurduğunu ve bu enstitünün yüksek teknoloji ürünü gelişmiş elektronik ambalaj malzemelerine odaklanarak yüksek teknoloji ürünü elektronik malzemelerin yerlileştirilmesini "çığır açmaya" yönelik olarak hedeflediğini söyledi.

8. Gerçek “çekirdek” kahraman: Orijinal “çekirdeği” unutmayın ve binlerce kilometre silikon biriktirin.

Ulusal Entegre Devre Fonu Başkanı Bay Ding Wenwu, birçok çip insanının "temel" duygularını dile getiren "Gerçek "Çip" Kahramanları" adlı bir şarkı yayınladı: Çin'in "temel hayalini" birlikte gerçekleştirmek için "temellerimizi" kullanalım; "temellerimiz" yıldızlar ve deniz gibi olsun, dünyayı birbirine bağlı ve etkileşimli hale getirsin.

Yasal Uyarı: Bu makale, fikri mülkiyet haklarının korunmasını destekleyen "Dai Hui Steve"den alınmıştır. Yeniden yayınlarken lütfen orijinal kaynağı ve yazarı belirtin. Herhangi bir telif hakkı ihlali durumunda, lütfen silinmesi için bizimle iletişime geçin.