Новые глобальные программы совместных инвестиций в полупроводники

Приложения, которые когда-то были на переднем плане технологий, такие как искусственный интеллект, квантовые и высокопроизводительные вычисления, беспроводная связь и 5G, а также виртуальная и дополненная реальность, быстро становятся мейнстримом, что приводит к увеличению спроса на высокопроизводительные, энергоэффективные чипы, которые они требуют.

Необходимость новых подходов для одновременного достижения экономии энергии и повышения производительности в поддержку этих быстрорастущих и требовательных приложений вызвала повышенный интерес и инвестиции в передовую упаковку по всему миру.

Как объясняет BCG, передовая упаковка, по сути, позволяет разместить постоянно растущее количество транзисторов, уменьшая размер электрических контактов, и является ключевым сегментом полупроводниковой отрасли. Передняя многочиповая упаковка — одно из самых значительных новых понятий в проектировании и производстве полупроводников, интегрирующее несколько компонентов в одну упаковку. Этот трансформационный подход отходит от традиционной модели "один чип на упаковку", напрямую решая наиболее критические технические и коммерческие ограничения полупроводников, улучшая производительность и время выхода на рынок, одновременно снижая производственные затраты и потребление энергии.

Технологии передовой упаковки, такие как 2.5D и 3D упаковка, обеспечивают большую гибкость в проектировании и настройке. Это позволяет производителям создавать специализированные решения, адаптированные под конкретные приложения и потребности рынка. Также это позволяет интегрировать различные типы компонентов, такие как логика, память, датчики и RF-модули, в одну упаковку, что позволяет создавать более сложные и мощные системы.

Вкратце, передовая упаковка играет ключевую роль в решении проблем производительности, размера, мощности, стоимости и интеграции, с которыми сталкивается полупроводниковая отрасль, позволяя продолжать инновации и развитие технологий.

Передовая упаковка интегрирует несколько компонентов в компактные и эффективные полупроводниковые решения.

Стремление к программам совместных инвестиций

Рекордные показатели посещаемости 74-й ежегодной конференции ECT, ведущего мирового форума по достижениям в области упаковки микроэлектроники и науки о компонентах, свидетельствуют о значимости передовой упаковки на современном рынке. По всему миру правительства все активнее стремятся к реализации программ совместных инвестиций с отраслями упаковки микроэлектроники и полупроводников для разработки и расширения инфраструктуры в своих юрисдикциях.

Во время конференции IEEE по электронным компонентам и технологиям (ECTC) 2024 года представители Канады, Европейского Союза, Индии, Кореи и США поделились разнообразными целями, рамками, вызовами и достижениями своих усилий по улучшению технологий и инфраструктуры передовой упаковки.

Совместно с сопредседателем Эриком Юнгом, Пржемыслав Громала, который вел специальную сессию ECTC "Изучение влияния совместных инвестиций правительства и промышленности на сектор передовой электроники в Северной Америке, Азии и Европе", отметил: "Правительства стремятся найти способы создания собственных экосистем полупроводников, чтобы получить доступ к передовым технологиям, обеспечить безопасность своих цепочек поставок и открыть образовательные и трудовые возможности для своего населения".

Пржемыслав также подчеркнул влияние Закона о полупроводниках и науке (CHIPS and Science Act) 2022 года в США: "Введение Закона CHIPS and Science в Соединенных Штатах вдохновило аналогичные программы в других странах. Докладчики на нашей активной специальной сессии подробно рассказали о своих программах и совместных инвестициях, а также обсудили перспективы глобального сотрудничества и партнерства между национальными центрами полупроводников и микроэлектронной упаковки и лидерами отрасли. Они также описали механизмы обмена знаниями, совместные исследовательские инициативы и взаимовыгодные результаты", — сказал он.

Закон CHIPS вдохновил на глобальное сотрудничество, совместные исследования и обмен знаниями.

Глобальная полупроводниковая отрасль сложна и постоянно меняется. Конференция ECTC предоставила участникам мировой индустрии передовой упаковки возможность поделиться своими целями, различными стратегиями и планами реализации.

Вот что сказали некоторые из этих участников:

Канада

Созданная в 1984 году как некоммерческая организация в результате совместных усилий 69 университетов и колледжей Канады, CMC Microsystems способствует установлению связей между 10,000 академическими участниками и 1,200 компаниями, которые вместе работают над проектированием, строительством и тестированием передовых прототипов.

Во время ECTC Дэвид Линч, вице-президент CMC по технологиям, представил проект FABrIC, амбициозную инициативу стоимостью более 200 миллионов долларов за пять лет. Этот проект, возглавляемый CMC и 14 другими учредительными организациями, направлен на ускорение разработки процессов производства микрочипов, продуктов и услуг на основе Интернета вещей (IoT) и квантовых технологий, произведенных в Канаде.

FABrIC будет использовать существующие преимущества Канады в области композитных полупроводников, микромеханических систем (MEMS), фотоники и сверхпроводников в качестве отправной точки для роста, сотрудничая с экспертами в этих областях для коммерциализации продуктов и обмена ресурсами интеллектуальной собственности (IP) с целью содействия созданию национальной экосистемы полупроводников, включая соответствующие стратегии упаковки.

Европа

Законодательство о полупроводниках в Европе, принятое в июле 2023 года и финансируемое Европейским Союзом, государствами-членами и частным сектором, способствовало значительным инвестициям в современные фабрики в Европе, хотя упаковка не была приоритетной.

На ECTC 2024 Элизабет Штаймец, директор офиса Европейской ассоциации по интеграции интеллектуальных систем (EPoSS), представила обзор текущих и потенциальных инициатив в Европе. Среди них - инициатива Pack4EU, направленная на создание межевропейской сети для передовой упаковки и разработку дорожной карты для улучшения упаковочных возможностей по всей Европе.

EPoSS, международная некоммерческая организация, управляемая по немецкому праву, возглавляет разработку и интеграцию интеллектуальных и устойчивых технологий и решений для устойчивого общества. Она включает ведущие промышленные компании и исследовательские учреждения из более чем 20 стран-членов Европы, сотрудничая для формирования видения и стратегической исследовательской повестки, чтобы координировать свои усилия в этих областях.

Индия

Рау Туммала, советник правительства Индии, подчеркнул состояние полупроводниковой отрасли в Индии и ее значительный потенциал для развития. Он отметил большую и растущую экономику Индии, множество возможностей для партнерства между академическими кругами, промышленностью и правительством, квалифицированную и образованную техническую рабочую силу, а также потенциал для глобального сотрудничества с академическими экспертами из Индии и других стран.

Туммала также обсудил Индийскую полупроводниковую миссию (ISM), инициативу, возглавляемую правительством, направленную на укрепление экосистемы полупроводников в Индии, заявив, что стратегический фокус исследований и разработок в Индии направлен на создание интегрированных полупроводников и упаковки систем для обслуживания крупных, быстро растущих рынков.

Корея

Закон о полупроводниках Кореи, принятый в марте 2023 года, предлагает значительные налоговые льготы и вычеты для инвестиций в полупроводниковую отрасль страны. Кванг-Сонг Чой из Корейского института электроники и телекоммуникаций изложил инициативу по упаковке, сосредоточенную на технологических сегментах, в которых южнокорейские компании преуспевают, включая оптимизацию высокоскоростной памяти (HBM) на основе 2.5D упаковки, связывание 10-40 мкм и гибридное связывание.

США

В США закон CHIPS for America, принятый в 2022 году, разрешил выделение 39 миллиардов долларов для привлечения значительных инвестиций в объекты, оборудование и производственные мощности для передовых технологий, таких как современные логические схемы и память, а также передовая упаковка. Он также выделил 11 миллиардов долларов на программы исследований и разработок, направленные на улучшение возможностей сборки, упаковки и тестирования полупроводников.

Одной из таких программ является Национальная программа по производству передовой упаковки, которая направлена на разработку инноваций для достижения лидерства США в технологии передовой упаковки для полупроводниковой отрасли. На ECTC 2024 Эрик Линь, директор по исследованиям и разработкам программы CHIPS for America, обсудил эти программы в контексте международного ландшафта передовой упаковки. Он изложил цели исследований и разработок США и подчеркнул обширное взаимодействие с международными партнерами в Азии, Европе и Америке для продвижения стратегических целей.

Кстати, ведущий производитель чипов с высокой пропускной способностью (HBM) SK Hynix собирается построить первый в Америке завод по передовой упаковке в Индиане стоимостью 3.9 миллиарда долларов.

"Мы рады стать первыми в отрасли, кто построит современное предприятие по передовой упаковке для продуктов ИИ в США, что поможет укрепить устойчивость цепочки поставок и развить местную экосистему полупроводников," — сказал генеральный директор SK Hynix Квак Нох-Чжун