July 1, 2022
Jak wszyscy wiemy, półprzewodniki to bardzo typowa branża cykliczna.Ta cecha znajduje odzwierciedlenie w całym łańcuchu branżowym, od urządzeń i materiałów na etapie produkcji, poprzez projektowanie chipów, a następnie produkcję wafli, nawet jeśli jest to tylko niewielka ilość wymagana do pakowania chipów.Płyty nośne ABF nie są wyjątkiem.
Dziesięć lat temu, ze względu na upadek rynków komputerów stacjonarnych i notebooków, podaż płyt nośnych ABF była poważnie nadpodaż, a cała branża znalazła się w dołku, ale dziesięć lat później branża ABF odżyła na nowo.Goldman Sachs Securities zwrócił uwagę, że luka podażowa substratów ABF wzrośnie z 15% w ubiegłym roku do 20% w tym roku i powinna być kontynuowana po 2023 roku. Więcej danych pokazuje, że nawet do 2025 roku luka podażowo-popytowa ABF będzie nadal wynosić 8,1 %.
Kręcąc się, więc tym razem, co ponownie zabrzmiało „róg kontrataku” płyty nośnej ABF?
Zaawansowane opakowanie „Big Hero”
Zaawansowane opakowanie powinno być wszystkim znane.W ostatnich latach, wraz z ciągłym postępem procesu technologii chipów, w celu kontynuacji prawa Moore'a, zaawansowane opakowania pojawiły się zgodnie z potrzebami czasu i stały się polem bitwy dla głównych fabryk IDM i fabryk wafli.Powodem, dla którego zaawansowane opakowania mogą stać się głównym wkładem w rozwój podłoży ABF, jest rozpoczęcie od podłoży ABF.
Co to jest płyta nośna ABF?Tak zwana płyta nośna ABF jest jedną z płyt nośnych IC, a płyta nośna IC jest produktem pomiędzy półprzewodnikami IC i PCB.Jako pomost między chipem a płytką drukowaną może chronić integralność obwodu i ustanawiać skuteczny sposób rozpraszania ciepła.
W zależności od różnych podłoży, podłoża IC można podzielić na podłoża BT i podłoża ABF.W porównaniu z podłożami BT, materiał ABF może być używany do układów scalonych o cieńszych liniach, odpowiednich do dużej liczby pinów i wysokiej transmisji wiadomości oraz ma wyższą moc obliczeniową.Jest używany głównie w układach o wysokiej wydajności obliczeniowej, takich jak CPU, GPU, FPGA i ASIC.
Jak wspomniano powyżej, zaawansowane opakowania powstają, aby kontynuować prawo Moore'a.Powodem jest to, że zaawansowane opakowanie może pomóc chipom zintegrować się ze stałym obszarem i promować wyższą wydajność.Dzięki technologii pakowania chipletów poszczególne produkty z różnych procesów i materiałów mogą być technologią integracji heterogenicznej, w której wzór chipa jest umieszczany na podłożu przekładki, aby zintegrować te chipy ze sobą, do umieszczenia wymagany jest większy nośnik ABF.Innymi słowy, wraz z technologią chiplet zwiększy się powierzchnia zużywana przez nośnik ABF, a im większa powierzchnia nośnika, tym wydajność ABF będzie niższa, a zapotrzebowanie na nośnik ABF będzie dalej rosło.
Obecnie zaawansowane technologie pakowania obejmują FC BGA, FC QFN, 2.5D/3D, WLCSP, Fan-Out i inne formy.Wśród nich FCBGA stała się główną technologią pakowania dzięki metodzie pakowania wewnętrznego FC i zewnętrznego BGA.Jako najczęściej stosowana technologia pakowania płyt nośnych ABF, liczba wejść/wyjść FCBGA sięga 32~48, dzięki czemu ma bardzo doskonałą wydajność i korzyści finansowe.Ponadto liczba wejść/wyjść w pakiecie 2.5D jest również dość wysoka, kilkukrotnie większa niż w pakiecie 2D FC.Chociaż wydajność high-endowych chipów jest znacznie poprawiona, wymagana płyta nośna ABF również stała się bardziej złożona.
Weźmy na przykład technologię CoWoS firmy TSMC.Od pierwszego wprowadzenia na rynek w 2012 roku, tę technologię pakowania można podzielić na trzy typy: CoWoS-S, CoWoS-R i CoWoS-L według różnych Interposer.Obecnie CoWoS-S piątej generacji wszedł do masowej produkcji i oczekuje się, że w 2023 r. masowo wyprodukować CoWoS-S szóstej generacji. Jako jedna z zaawansowanych technologii pakowania, CoWoS wykorzystuje dużą liczbę wysokopoziomowych ABF, które są wyższe niż FCBGA pod względem powierzchni i liczby warstw, a wydajność jest znacznie niższa niż FCBGA.Z tego punktu widzenia spora część mocy produkcyjnych ABF będzie w przyszłości zużywana.
Oprócz TSMC, technologia Intel Embedded Multi-die Interconnect Bridge (EMIB) wydana w 2014 r. ma liczbę wejść/wyjść do 250–1000, co poprawia gęstość połączeń między układami i integruje krzemowe przekładki.Wbudowany w ABF, oszczędzając dużą powierzchnię wkładki silikonowej.Chociaż to posunięcie zmniejsza koszty, zwiększa powierzchnię, warstwy i trudność produkcji ABF, co zużyje więcej zdolności produkcyjnych ABF.Zrozumiałe jest, że nowa platforma Sapphire Rapids of Eagle Stream będzie pierwszym produktem dla centrum danych Intel Xeon z EMIB + Chiplet i szacuje się, że zużycie ABF będzie ponad 1,4 razy większe niż w przypadku platformy Whitley.
Widać, że pojawienie się zaawansowanej technologii pakowania bez wątpienia stało się głównym czynnikiem wzrostu popytu na podłoża ABF.
Aktualizacja serwera i AI w terenie
Jeśli zaawansowana technologia pakowania jest głównym czynnikiem, to rozwój dwóch głównych zastosowań centrum danych i sztucznej inteligencji jest „pomocnikiem” numer jeden.Obecnie, w celu zaspokojenia potrzeb HPC, AI, Netcom i różnych konstrukcji infrastruktury, niezależnie od tego, czy jest to CPU, GPU, chipy Netcom, czy specjalne chipy aplikacji (ASIC) i inne kluczowe chipy, prędkość aktualizacji treści zostanie przyspieszona , a następnie szybkość aktualizacji zawartości zostanie przyspieszona.Liczba wieżowców i linii o dużym zagęszczeniu rozwija się w trzech kierunkach, a taki trend rozwojowy z pewnością zwiększy zapotrzebowanie rynku na podłoża ABF.
Z jednej strony wspomniane powyżej zaawansowane opakowanie to potężne narzędzie do zwiększenia mocy obliczeniowej chipów i obniżenia średniej ceny chipów.Ponadto rozwój centrów danych i sztucznej inteligencji postawił nowe wymagania dotyczące mocy obliczeniowej.Coraz więcej chipów o dużej mocy obliczeniowej, takich jak CPU i GPU, zaczyna zmierzać w kierunku zaawansowanych opakowań.Jak na razie w tym roku najbardziej szokujący powinien być chip M1 Ultra wprowadzony przez Apple w marcu.
Rozumie się, że M1 Ultra przyjmuje niestandardową architekturę opakowań firmy Apple Ultra Fusion, opartą na technologii pakowania InFO-L firmy TSMC.Łączy dwie gołe matryce M1 Max przez krzemową przekładkę, aby zbudować SoC, który może zminimalizować obszar i poprawić wydajność.Musicie wiedzieć, że w porównaniu z technologią pakowania stosowaną w poprzednich procesorach, technologia pakowania InFO-L stosowana przez M1 Ultra wymaga dużej powierzchni ABF, co wymaga dwukrotnie większej powierzchni niż M1 Max i wymaga większej precyzji.
Oprócz chipa Apple M1 Ultra, w tym roku ponownie spakowane zostaną procesory GPU Hopper firmy NVIDIA oraz procesor graficzny RDNA 3 firmy AMD.W kwietniu tego roku pojawiły się również doniesienia medialne, że zaawansowane opakowania ASE weszły do łańcucha dostaw czołowych amerykańskich producentów chipów serwerowych.
Według danych skompilowanych przez Mega International, wśród procesorów do komputerów PC, przewiduje się, że obszar zużycia ABF procesora/GPU komputera wyniesie odpowiednio około 11,0% i 8,9% CAGR od 2022 do 2025 roku, a obszar zużycia procesora/ Pakiet GPU 2.5D/3D ABF wynosi odpowiednio aż 36,3%.i 99,7% CAGR.W procesorze serwera przewiduje się, że obszar zużycia ABF CPU/GPU wyniesie około 10,8% i 16,6% CAGR od 2022 do 2025 roku, a obszar zużycia ABF pakietu CPU/GPU 2.5D/3D wyniesie około 48,5% i 58,6 % CAGR.
Różne znaki wskazują, że awans chipów o dużej mocy obliczeniowej do zaawansowanych opakowań stanie się główną przyczyną wzrostu popytu na nośniki ABF.
Z drugiej strony jest to rozwój nowych technologii i aplikacji, takich jak sztuczna inteligencja, 5G, autonomiczna jazda i Internet Rzeczy.Korzystając z najpopularniejszego wcześniej metaverse, AR/VR i inne montowane na głowie urządzenia wyświetlające są ważnymi wejściami do przyszłego metaverse, a za nimi kryją się ogromne możliwości chipowe, a te możliwości chipowe staną się również nową siłą wzrostu promującą wzrost rynku płyt nośnych ABF..
Na początku tego roku analityk Tianfeng International, Ming-Chi Kuo, opublikował raport ujawniający nowe trendy w urządzeniach AR/MR firmy Apple.Raport pokazuje, że urządzenia AR/MR firmy Apple będą wyposażone w dwa procesory, procesy 4nm i 5nm, które zostaną opracowane wyłącznie przez TSMC;oba procesory wykorzystują płyty nośne ABF, co oznacza również, że urządzenia AR/MR firmy Apple będą korzystać z dwóch płyt nośnych ABF.Ming-Chi Kuo przewiduje, że w latach 2023/2024/2025 dostawy sprzętu AR/MR firmy Apple mają osiągnąć 3 mln sztuk, 8-10 mln sztuk i 15-20 mln sztuk, co odpowiada zapotrzebowaniu na 6 płyt nośnych ABF. miliony jednostek/16-20 milionów jednostek.Sztuk/30-40 milionów sztuk.
Nawiasem mówiąc, celem Apple dla urządzeń AR/MR jest zastąpienie iPhone'a w ciągu 10 lat.Dane pokazują, że obecnie jest ponad miliard aktywnych użytkowników iPhone'a i stale rośnie.Nawet według aktualnych danych Apple musi sprzedać co najmniej 1 miliard urządzeń AR w ciągu najbliższych 10 lat, co oznacza, że tylko urządzenia Apple AR/MR Liczba wymaganych płyt nośnych ABF przekracza 2 miliardy sztuk.
Wraz z dodaniem wielkich gigantów, takich jak Google, Meta, Amazon, Qualcomm, ByteDance itp., konkurencja na rynku będzie tylko bardziej intensywna w przyszłości, co spowoduje wzrost popytu na płyty nośne ABF.
W obliczu tak silnego trendu wzrostu rynku i stale powiększającej się przepaści między podażą a popytem, zwiększenie mocy produkcyjnych producentów płyt nośnych ABF od dawna jest na porządku dziennym.
Obecnie istnieje siedmiu głównych dostawców płyt nośnych ABF.W 2021 proporcje podaży wynoszą Xinxing 21,6%, Jingshuo 7,2%, Nandian 13,5%, Ibiden 19,0%, Shinko 12,1%, AT&S 16,0%, Semco 5,1%, W 2022 wszyscy producenci oprócz Semco rozszerzą produkcję.
HOREXS zaproponował plan ekspansji już w 2020 roku, w tym ABF w porządku obrad.Fabryka HOREXS Huizhou produkuje głównie podłoża do pakowania low-end, fabryka Hubei produkuje głównie podłoża do opakowań od średniej do wysokiej, a podłoża do opakowań ABF mają być w trzeciej fazie fabryki Hubei.Certyfikacja wyrobów fabryki HOREXS Hubei takich jak SPIL itp. Szacuje się, że pierwsza faza fabryki zostanie oddana do użytku w drugiej połowie 2022 roku, a produkcja masowa ruszy w sierpniu.