+86 755-83044319

Perspektivy

/
/

Jak Citigroup vnímá bezpečnost svého dodavatelského řetězce polovodičů

čas vydání:2024-01-31Zdroj autora:SlkorProcházet:3568

(Následující část I: Návrh integrovaného obvodu; Část II: Výroba integrovaných obvodů)


V. ATP (Assembly, Test, and Packaging) a pokročilé balení

Základní závěry o montáži, testování, balení a pokročilém balení:

(1) Pokud jde o polovodičový ATP s relativně nízkou technologií back-end, Spojené státy se silně spoléhají na zahraniční zdroje soustředěné v Asii.

(2) S tím, jak se čipy stávají složitějšími, představují pokročilé metody balení potenciální oblasti pro významný technologický pokrok. USA však také nejsou nákladově efektivním místem pro rozvoj silného pokročilého obalového průmyslu, protože jim chybí ekosystém nezbytných materiálů;

(3) V reakci na to by velké čínské investice mohly narušit stávající trhy.


(I) Základní odhady základního balení a testování státu vlajky

(A) Základní informace

V základní fázi ATP je čip (jádro) sestaven do hotového produktu, který je testován, zabalen a sestaven do elektroniky. Existují dva režimy pro fázi ATP: (1) OEM od IDM a (2) OEM. Slévárny jsou společnosti OSAT (pure semiconductor Assembly and Testing), které se specializují na testování, balení, montáž nebo montáž a poskytují smluvní služby. Pokud jde o celkový trh ATP, americké společnosti představovaly 28 % celkových příjmů; Ačkoli americké společnosti představují přibližně 43 % vertikálně integrovaných příjmů IDM ATP, americké společnosti outsourcovaly výrobu ATP do zařízení mimo USA. Slévárny jako TSMC (Tchaj-wan), UMC (Tchaj-wan), SMIC (pevninská Čína) a XMC (pevninská Čína) vstoupily do obalového průmyslu, aby zvýšily své výrobní služby, které nabízejí fiktivním zákazníkům, zejména pro pokročilé balení malých čipů. TSMC uvedla na trh své první pokročilé obalové řešení v roce 2012. V roce 2017 bylo na trhu více než 100 různých OSATS. Existuje osm velkých OSAT; Většinou se jedná o malé až středně velké hráče.

Ačkoli existují některé americké společnosti OSAT (zejména Amkor), americké společnosti představují pouze 15 % podnikání OSAT (Tchaj-wan vede s 52 %, následuje Čína s 21 %) a Amkor sídlí v USA, ale nemá výrobní zařízení v USA.

Základní ATP je tradičně vysoce automatizovaný podnik s nízkou hodnotou, který vyžaduje značnou půdorysnou stopu a zaměstnává převážně pracovníky s nízkou kvalifikací (to se mění se zavedením pokročilých balicích technologií diskutovaných níže). Tato operace byla tedy první fází (začínající v 1970. letech 120. století) outsourcingu výroby ve Spojených státech, která směřovala především do jihovýchodní Asie. Dnes je většina závodů na outsourcing ATP v Číně, na Tchaj-wanu a v jihovýchodní Asii (Singapur, Malajsie, Filipíny a Vietnam). SEMI a Techsearch identifikovaly v roce 360 více než 2018 outsourcingových společností OSAT a 360 balíren po celém světě. Z 100 továren je více než 100 v Číně, asi 43 na Tchaj-wanu a XNUMX v jihovýchodní Asii (ostatní jsou v Evropě nebo Americe) . Výroba OSAT v Číně využívá současnou běžnou technologii balení, ale Čína vyvíjí pokročilou technologii balení.


Na straně testování musí být polovodičové technologie certifikovány a testovány předtím, než mohou být použity ve vojenských teplotních rozsazích (rozšířený rozsah), odolnosti vůči radiaci a drsných prostředích z důvodů národní bezpečnosti. To zahrnuje testování single-particle effects (SEE) pomocí testovací infrastruktury těžkého iontového záření. Stávající infrastruktura pro testování těžkého iontového záření ve Spojených státech je křehká a nemůže splnit současné ani budoucí potřeby testování SEE. Zákazníci se často setkávají s dlouhými čekacími dobami a rostoucími cenami testů a jsou zranitelní vůči značnému stresu, i když se hlavní zařízení náhle vypne. "Existuje méně než půl tuctu urychlovacích LABS, které dokážou produkovat iontové paprsky s dostatečnou rozmanitostí iontů a energií, aby splnily požadavky na testování SEE." To ovlivňuje dostupnost testů na podporu budoucích vesmírných misí mezi vesmírnými agenturami a průmyslem (včetně satelitů).


(B) Hlavní rizika

Dnes mají Spojené státy pouze 3 procenta celosvětové kapacity balení polovodičů (bez testovací kapacity), kterou poskytují především společnosti IDM, které mají často zařízení ATP mimo Spojené státy. I když se historicky jednalo o low-tech součást dodavatelského řetězce, je to kritický krok. Americká závislost na základní výrobě ATP v jihovýchodní Asii, na Tchaj-wanu a v Číně vystavuje dodavatelský řetězec USA narušení.


(II) Diskuse Citibank o pokročilé obalové technologii


(A) Základní informace

Zatímco základní ATP je tradičně složkou dodavatelského řetězce s nízkou hodnotou, obalové technologie jsou stále pokročilejší. Po desetiletí držel polovodičový průmysl krok s Moorovým zákonem, který předpovídá, že počet tranzistorů na polovodiči se zhruba každé dva roky zdvojnásobí. Dnes se výkonové a výkonové výhody zmenšování velikosti čipu v každém novém procesním uzlu snižují, zatímco náklady na tranzistor rostou. Zatímco zmenšování je stále možností, protože škálování je stále dražší a obtížnější, hledá polovodičový průmysl alternativy, které zahrnují sestavení malých čipů a/nebo více integrovaných obvodů do jednoho pouzdra. Toto se nazývá pokročilé zapouzdření. Pokročilé balení představuje alternativní a doplňkovou technologii k redukci šířky linky, protože poskytuje vyšší hustotu čipu ve fázi pouzdra spíše než na úrovni čipu a umožňuje integraci různých funkcí čipu v rámci jednoho pouzdra. Pokročilé balení také umožňuje větší využití komerčních čipů (schválených pro obranu) k přizpůsobení řešení.


Pokročilé typy balení zahrnují techniky stohování čipů (zejména paměťové čipy) a vestavěné čipy, vějířovitý výstup, balení na úrovni waferů a balení na úrovni systému (sestavení malých čipů nebo více čipů do jednoho balíčku). Jedním z přístupů k logickým čipům je oddělit standardizované IP funkce do různých, menších čipů, nazývaných „mikročipy“, propojených prostřednictvím standardních rozhraní v jediném balíčku. Malé čipy spolupracují s jinými malými čipy, takže návrhy musí být optimalizovány společně a nelze je navrhovat izolovaně. Agentura Defence Advanced Research Projects Agency (DARPA) a námořnictvo, stejně jako průmysloví hráči (AMD, Marvell a Intel), mají řadu projektů zkoumajících tento přístup. Pokročilé balení má hodnotu pro národní bezpečnost tím, že rozděluje funkce, bezpečnost, objem a environmentální výkonnost a poskytuje přizpůsobitelné vybavení pro jedinečné aplikace národní bezpečnosti.


Pokročilé obaly představovaly 42.6 % celkové hodnoty polovodičových obalů v roce 2019 a očekává se, že dosáhnou roku 2025. Budou představovat téměř polovinu celého trhu s polovodičovými obaly. To by představovalo složenou roční míru růstu (CAGR) ve výši 6.1 % mezi roky 2014 a 2025, přičemž výnosy z pokročilejších obalů se zdvojnásobily z 20 miliard USD v roce 2014 na přibližně 42 miliard USD v roce 2025. To je téměř trojnásobek očekávaného růstu trhu s tradičními obaly. s předpokládanou CAGR 2.2 procenta mezi roky 2014 a 2025.


Mezi 10 nejlepších světových společností zabývajících se vyspělými obaly patří: dvě společnosti IDM (Intel ze Spojených států a Samsung Korea); TSMC je také jednou z 10 nejlepších světových balících společností. Mezi pět největších OSAT pokročilých balících společností na světě patří ASE (Tchaj-wan), SPIL (Tchaj-wan), Amkor (USA), Powertech Technology (Tchaj-wan) a JCET (Čína). Kromě toho existují dvě menší společnosti OSAT, Nepes Display (Korea) a Chipbond (Tchaj-wan). Těchto 10 společností zpracovává asi tři čtvrtiny pokročilých balených čipů.


Pokročilé balení ve Spojených státech poskytují především dodavatelé IDM, včetně společností Intel, Texas Instruments a Micron. GlobalFoundries je slévárna se sídlem v USA, která také poskytuje pokročilé balicí služby. Kromě toho menší společnosti, jako jsou Micross, Skywater a Qorvo, nabízejí pokročilé balicí služby, které splňují specifické potřeby v oblasti obrany a průmyslu.


Jak bylo uvedeno výše, Čína sice v současné době nemá silné pokročilé balicí schopnosti, ale vyvíjí pokročilé balicí schopnosti, aby kompenzovala nedostatek špičkové výroby polovodičů.


Vzhledem k tomu, že kapacita a poptávka po pokročilých obalech roste, komentáře předložené v reakci na federální oznámení o vyšetřování (NOI) poukázaly na nedostatek pokročilých obalových substrátů (založených na technologii desek s tištěnými spoji) a na zranitelnost v souvisejícím dodavatelském řetězci ve Spojených státech. států. Dodavatel základního materiálu se nachází v Asii. Mezi hlavní společnosti vyrábějící substráty patří: Ibiden (Japonsko), Nanya (Tchaj-wan), Shinko (Japonsko), Samsung (Korea), Unimicron (Tchaj-wan), Shennan Circuits (Čína), Zhuhai Yueya (Čína) a AKM Electronics Industrial (Čína).


Výroba PCB se navíc přesunula do Číny, což z ní činí atraktivnější trh pro dodavatele substrátů. IPC/US Reliable Electronics Partnership (USPAE) odhaduje, že USA jsou 20 let pozadu v Asii v technologii výroby desek plošných spojů pro elektronické aplikace nové generace. USA kdysi představovaly více než 30 % světové výroby desek plošných spojů; nyní tvoří méně než 5 %


(B) Hlavní rizika

Čínské investice do pokročilých obalů ohrožují budoucí trhy:


Zatímco Čína postrádá silné pokročilé obalové schopnosti, čínská vláda investovala značné prostředky do moderních obalů. Pokročilé balení je technologickým středem zájmu čínského polovodičového průmyslu v posledních několika letech, přičemž Státní rada si klade za cíl, aby moderní obaly do roku 30 tvořily asi 2015 procent všech příjmů z obalů pro čínské dodavatele. V lednu 2021 nově najatý zástupce SMIC Předseda představenstva uvedl, že čínské společnosti by se měly zaměřit na pokročilé obaly, aby překonaly svou slabost při snižování šířky polovodičového vedení, což by mohlo signalizovat, že SMIC agresivně přejde na pokročilé obaly. Stephen Hiebert, vrchní ředitel marketingu SEMICONDUCTOR Packaging KLA, v roce 2018 uvedl, že „... vidíme silné investice OSAT v Číně, protože pokročilá kapacita obalů se zvyšuje, aby odpovídala čínským projektům front-end fabs.“


Nedostatečná kapacita pokročilých obalových materiálů:

Pokročilé obalové substráty jsou založeny na technologii desek s plošnými spoji, které se většinou vyrábějí v Asii a většinou v Číně. To představuje výzvu pro společnosti, které chtějí ve Spojených státech investovat do pokročilých obalů.


Samotné obranné potřeby nestačí k udržení pokročilé obalové technologie v USA:

Malý počet amerických společností poskytuje pokročilá obalová řešení pro potřeby obrany a tyto společnosti mají pouze malý podíl na trhu. Vzhledem k tomu, že pokročilé obalové kapacity rostou mimo USA, brzy převýší počet obranných potřeb a tržní síly přitáhnou špičkové kapacity v zámoří. V konečném důsledku kvantita pohání inovace a provozní učení; Bez komerčního objemu nebudou USA schopny držet krok s technologií z hlediska kvality, nákladů nebo práce.


(3) Shrnutí

Stručně řečeno, USA se spoléhají na zahraniční zdroje soustředěné v Asii, pokud jde o kapacitu back-end ATP, což vytváří riziko narušení dodavatelského řetězce v této části dodavatelského řetězce. Zapouzdření je stále pokročilejší, protože průmysl hledá nové způsoby, jak kompenzovat složitost menších a menších velikostí prvků na nejpokročilejších nebo nejmenších uzlech, nižší výnosy a klesající mezní výnosy. Zatímco Spojené státy a jejich partneři disponují pokročilými balicími schopnostmi, velké investice Číny do pokročilých obalů mohou v budoucnu narušit trh. Navíc USA postrádají ekosystém pro vývoj pokročilých obalových technologií.


Upozornění: Tento článek je přetištěn z "Mr. Wang's Restaurant talk", tento článek představuje pouze osobní názory autora, nereprezentuje názory Sakwei a průmyslu, pouze přetiskuje a sdílí, podporuje ochranu práv duševního vlastnictví, přetisk uveďte prosím původní zdroj a autora, pokud dojde k porušení práv, kontaktujte nás pro smazání.

Doporučení aplikace

Servisní horká linka

+86 0755-83044319

Hallův snímač

Získejte informace o produktu

WeChat

WeChat