Substrato IC - Tecnologia avanzata dei substrati e stato del mercato

Stato dei substrati avanzati 2018: stampi incorporati e interconnessioni, substrati come tendenze PCB

Apple ha adottato Substrato-Like PCB (SLP) nel suo ultimo iPhone 8 e iPhone X, che potrebbe rivoluzionare il mercato del substrato e PCB.

I substrati avanzati devono tenere conto della riduzione delle dimensioni del processo e dei requisiti funzionali

La tendenza di sviluppo dell'industria dei semiconduttori sta influenzando la tecnologia di imballaggio dei semiconduttori e il grado di interconnessione dal pacchetto al circuito stampato. Applicazioni basate sulle prestazioni come personal computer e smartphone stanno facendo posto ad applicazioni funzionali che guidano il futuro sviluppo del settore dei semiconduttori, come Internet of Things, automobili, interconnessione 5G, AR/VR (realtà aumentata/realtà virtuale) e intelligenza artificiale (AI) ecc. Anche l'enorme elaborazione dei dati generata da varie nuove applicazioni è fondamentale, il che significa che migliori prestazioni di elaborazione dei dati e riduzione delle dimensioni del processo a semiconduttore continueranno ad essere il motore trainante dell'industria dei semiconduttori.

La tecnologia avanzata di imballaggio a semiconduttore è diventata un modo efficace per aumentare il valore dei prodotti a semiconduttore aumentando la funzionalità del prodotto, mantenendo/migliorando le prestazioni e riducendo i costi. Per questo motivo, PCB non è più solo un connettore, ma una soluzione integrata.

Opportunità di larghezza della linea per i produttori di PCB/substrati

Sulla roadmap di sviluppo della dimensione del processo a semiconduttore restringibile, sono state formate tre aree di concorrenza attive sotto la larghezza della linea (L/S) 30/30um:

-Circuito vs. substrato del pacchetto (L/S 30/30 um ~ L/S 20/20um): Si sta sviluppando verso il tipo di substrato PCB;

-substrato del pacchetto vs. nessun substrato (tipo fan-out) (L/S 10/10um e inferiore): substrati Flip-chip, chip incorporati in substrati di imballaggio a livello di pannello (PLP), competono con imballaggi a livello di wafer-out Competire con imballaggi a livello di pannello;

-Attraverso silicio tramite imballaggio (TSV) vs. no attraverso silicio tramite tecnologia di imballaggio alternativa (L/S 5/5 um a L/S 1/1 um e inferiore): imballaggio 2.5D (come interposer di silicio) vs. imballaggio ad alta densità

La roadmap di sviluppo funzionale dei substrati avanzati è relativa ai dispositivi che non si concentrano sui requisiti di espansione dell'interconnessione, ma devono soddisfare requisiti specifici quali alta frequenza, alta affidabilità e alta potenza. Questi tipi di pacchetti avanzati includono 5G millimetro wave RF SIP (Radio Frequency System-in-Package) e chip incorporati in substrati per applicazioni ad alta affidabilità / alta potenza. Questo rapporto presta particolare attenzione ai PCB a base di substrato e ai chip incorporati nei substrati e studia approfonditamente l'intero settore PCB e IC (FC CSP/FC BGA).

PCB substrato: la collisione di due tecnologie Guidato da Apple e il suo iPhone 8/iPhone X, il processo negli smartphone di fascia alta sta passando da sottrattivo a mSAP (semi additivo modificato), e PCB sta passando a PCB basato su substrato. Anche altri fornitori di smartphone di fascia alta come Samsung e Huawei dovrebbero seguire l'esempio nel prossimo futuro.

PCB tipo substrato significa che il circuito stampato nel prodotto sta girando gradualmente per avere caratteristiche simili al substrato del pacchetto. I circuiti HDI standard e non HDI utilizzano un processo di produzione sottrattivo modificato, mentre i substrati di imballaggio (come FC/WB CSP/BGA) utilizzano processi mSAP o SAP. Il PCB substrato è in realtà un substrato su larga scala fabbricato dal processo mSAP con dimensioni e funzioni del circuito stampato. I PCB basati su substrati hanno una risoluzione di linea più elevata, migliori prestazioni elettriche e potenziali vantaggi in termini di consumo energetico e dimensioni rispetto ai circuiti stampati standard o HDI, che sono molto importanti per gli smartphone con spazio e consumo energetico limitati.

L'emergere del PCB substrato ha aperto un mercato completamente nuovo e cambierà l'attuale catena di fornitura. Come mostrato nella figura seguente, le dimensioni del mercato dei PCB substrati dovrebbero essere di 190 milioni di dollari nel 2017 e dovrebbero crescere a 2,24 miliardi di dollari entro il 2023, con un tasso di crescita annuo composto del 64% durante il 2017-2023. La produzione di PCB a base di substrati non solo stimolerà il recupero del mercato dei substrati, ma promuoverà anche una crescita sostanziale in questo mercato. Tuttavia, dal punto di vista della maturità tecnologica, sebbene il processo mSAP sia maturato per elaborare substrati di imballaggio, ci sono ancora grandi sfide per la produzione di substrati di dimensioni PCB.

Questo rapporto fornisce uno studio completo e approfondito dell'intero mercato PCB substrato, coprendo l'intera catena di fornitura, e fornisce un confronto tecnico tra il metodo sottrattivo/mSAP/SAP processo, così come il confronto di smantellamento di iPhone 8, iPhone X e Samsung S8 .

Con l'emergere di PCB a base di substrato negli ultimi iPhone di Appleâ, produttori di PCB e substrati hanno iniziato a produrre PCB a base di substrato e investire in mSAP. Si ritiene che i 28 produttori di PCB/substrati selezionati in questo rapporto abbiano padroneggiato la tecnologia PCB basata su substrati e alcuni di loro sono stati in grado di produrre PCB basati su substrati in lotti.

Guidati da smartphone di fascia alta, alcuni produttori hanno iniziato a investire pesantemente. Allo stesso tempo, alcuni grandi produttori hanno mostrato entrate stabili nella loro attività PCB / substrato. Questo rapporto fornisce informazioni dettagliate sulle prestazioni finanziarie di questi produttori nella produzione di PCB / substrati e altri aspetti.

Considerazioni sui costi di imballaggio dei chip incorporati

Al fine di ottenere una concorrenza differenziata nel mercato altamente competitivo PCB/substrato, alcuni produttori stanno cercando di aggiungere più valore aggiunto al loro PCB/substrato.

Chip incorporati e interconnessioni: i produttori di substrati e gli OSAT (fornitori di imballaggi e test per semiconduttori esternalizzati) possono portare nuove opportunità?

La tendenza prevalente tra molti produttori di substrati è quella di non vendere più substrati solo come dispositivi di connessione, ma di fornire una soluzione integrata, o includere chip incorporati e un EMIB di interconnessione simile (Embedded Multi-Chip Interconnect). Bridge) tecnologia, o semplicemente fare un pacchetto intorno al substrato, come la tecnologia MCeP di Shinko.

Negli ultimi anni è stata affermata l'applicazione di queste piattaforme di imballaggio e i prodotti sono stati commercializzati. L'imballaggio integrato del chip ha buone prospettive di applicazione in vari campi. I suoi vantaggi includono la miniaturizzazione e/o la gestione termica per applicazioni di alimentazione elettrica, nonché l'anti-manomissione per applicazioni di difesa. Quando non c'è altra soluzione di imballaggio a basso costo fattibile, è possibile scegliere di utilizzare imballaggi chip incorporati.

Il presente rapporto fornisce un'analisi approfondita delle applicazioni che utilizzano imballaggi chip incorporati; i prodotti più recenti che utilizzano la tecnologia EMIB (Intel), la tecnologia MCeP (Kobelco Electric) e il packaging di chip embedded; e previsioni di mercato per queste piattaforme dal 2017 al 2023. Inoltre, questo rapporto fornisce anche un'analisi panoramica delle tendenze dinamiche delle domande di brevetto correlate in questo campo e dei principali richiedenti brevetti.