التقدم في تعبئة الرقائق يوفر ميزة تنافسية للشركات لأنها قادرة على تقديم المزيد من المكونات للعملاء

خلاصة

في المشهد سريع التطور لتكنولوجيا أشباه الموصلات، يلعب تغليف الرقائق دورًا محوريًا في تمكين إنشاء أجهزة إلكترونية أصغر وأسرع وأكثر قوة. مع تزايد الطلب على زيادة الوظائف في الأجهزة، تتعرض الشركات لضغوط مستمرة لتقديم المزيد من المكونات لعملائها ضمن عوامل شكل محدودة. يستكشف هذا المستند التقني التطورات الحديثة في تغليف الرقائق، مثل التغليف 2.5D و3D، والمواد المتقدمة، والتكامل غير المتجانس، وكيف توفر ميزة تنافسية للشركات من خلال تعزيز قدرتها على تقديم المزيد من المكونات للعملاء دون المساس بالأداء. الحجم أو كفاءة الطاقة.

مقدمة

لقد قطعت تعبئة أشباه الموصلات شوطا طويلا منذ أيامها الأولى عندما كانت الدوائر المتكاملة مغلفة في عبوات بلاستيكية أو سيراميكية بسيطة. اليوم، أصبحت تعبئة الرقائق عامل تمكين حاسم للابتكار، مما يسمح للشركات بتقديم المزيد من المكونات والوظائف لعملائها ضمن عوامل الشكل التي تتقلص باستمرار. ويتم تحقيق هذه الميزة التنافسية من خلال مجموعة من التطورات التكنولوجية التي تعزز كثافة وأداء وكفاءة أجهزة أشباه الموصلات.

الحاجة إلى التقدم في تغليف الرقائق

لم يكن الطلب على الأجهزة الإلكترونية الأصغر حجمًا والأقوى والأكثر ثراءً بالميزات أعلى من أي وقت مضى. ويضع هذا الطلب ضغوطًا هائلة على الشركات المصنعة لأشباه الموصلات لتقديم شرائح يمكنها استيعاب المزيد من المكونات دون التضحية بالأداء أو الحجم أو كفاءة الطاقة. تقنيات التعبئة والتغليف التقليدية لها قيود تعيق دمج المكونات الإضافية.

تاريخ

تقنيات التغليف التقليدية

نشأت تقنية الروابط السلكية في الخمسينيات من القرن العشرين وما زالت صالحة حتى يومنا هذا، وهي بمثابة طريقة ربط بيني تربط لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) بمربع السيليكون الخاص بالدائرة المتكاملة، والمعروف باسم القالب. يتم إنشاء هذا الاتصال من خلال كرات اللحام والأسلاك المعدنية الرفيعة. في حين أن ربط الأسلاك يستهلك مساحة أقل من الرقائق المعبأة التقليدية ويسمح بالاتصالات عبر مسافات طويلة نسبيًا، إلا أنه عرضة للفشل في ظل درجات الحرارة العالية والرطوبة العالية وظروف دورة الحرارة. علاوة على ذلك، فإن عملية تشكيل كل سند بشكل تسلسلي تؤدي إلى التعقيد ويمكن أن تبطئ عملية التصنيع.

ظهر أول تقدم كبير في تكنولوجيا التعبئة والتغليف في منتصف التسعينيات باستخدام رقائق الوجه. في هذا النهج، يتم استخدام القالب في اتجاه لأسفل، مع الاستفادة من مساحة سطح القالب بالكامل للتوصيل البيني من خلال "نتوءات" اللحام التي تنشئ رابطة بين PCB والقالب. يؤدي هذا التكوين إلى عامل شكل أصغر، أو حجم جهاز، ويتيح معدل انتشار إشارة أعلى، مما يسهل نقل الإشارة بشكل أسرع من جهاز الإرسال إلى جهاز الاستقبال. تعد تقنية التغليف بالرقاقة الوجهية حاليًا هي التكنولوجيا الأكثر انتشارًا وفعالية من حيث التكلفة، ويتم استخدامها في الغالب في وحدات المعالجة المركزية، والهواتف الذكية، وحلول أنظمة الترددات الراديوية داخل العبوة. على الرغم من أن رقائق الوجه توفر مزايا مثل التجميع المدمج والمرونة في درجات الحرارة المرتفعة، إلا أنها تتطلب وضعها على أسطح مسطحة بشكل استثنائي ولا يمكن استبدالها بسهولة.

الشكل 1: تاريخ تغليف أشباه الموصلات

المصدر: AnySilicon

التعبئة والتغليف على مستوى الرقاقة

في عملية التعبئة التقليدية، يتم تقسيم رقاقة السيليكون في البداية إلى شرائح فردية، والتي يتم ربطها لاحقًا بلوحة الدوائر المطبوعة (PCB) مع التوصيلات الكهربائية المدمجة. في المقابل، تعمل التعبئة والتغليف على مستوى الرقاقة بشكل مختلف عن طريق إنشاء توصيلات كهربائية وقولبة على مستوى الرقاقة قبل تقسيم الرقائق باستخدام الليزر. يكمن التمييز الأساسي بين التغليف على مستوى الرقاقة (WLCSP) والرقائق الوجهية، فيما يتعلق بتكوين الرقاقة، في عدم وجود ركيزة بين القالب وثنائي الفينيل متعدد الكلور في WLCSPs. بدلاً من ذلك، تحل طبقات إعادة التوزيع (RDLs) محل الركيزة، مما يؤدي إلى حزمة أكثر إحكاما وتحسين التوصيل الحراري.

الشكل 2: التعبئة والتغليف على مستوى الرقاقة

المصدر: AnySilicon، IEEE

يمكن تصنيف التغليف على مستوى الرقاقة إلى نوعين أساسيين: المروحة الداخلية والمروحة الخارجية. في التعبئة والتغليف على مستوى الرقاقة المروحية، والتي يتم استخدامها عادةً لتلبية متطلبات التكنولوجيا الأساسية في الهواتف المحمولة المنخفضة الجودة، يتم توجيه طبقات إعادة التوزيع (RDLs) نحو مركز القالب. على العكس من ذلك، في التغليف المروحي، الذي تم تقديمه في عام 2007، تمتد كرات RDL وكرات اللحام إلى ما هو أبعد من أبعاد القالب، مما يسمح للرقاقة باستيعاب المزيد من المدخلات والمخرجات مع الحفاظ على شكل جانبي نحيف. تظهر التعبئة والتغليف المروحي في ثلاثة أشكال: الأساسية، والكثافة العالية، والكثافة الفائقة. يتم استخدام التغليف الأساسي في المقام الأول في تطبيقات السيارات والشبكات التي لا تتطلب تكنولوجيا متطورة، مثل ترددات الراديو وشرائح المعلومات والترفيه. تجد المتغيرات عالية الكثافة وفائقة الكثافة استخدامًا واسع النطاق في تطبيقات الهاتف المحمول، ومن المتوقع أن تتوسع لتشمل تطبيقات شبكة مختارة وتطبيقات حوسبة عالية الأداء. تتميز شركة تصنيع أشباه الموصلات التايوانية (TSMC) بكونها أكبر منتج في العالم لحزم الرقائق على مستوى الرقاقة (WLCSPs).

من المتوقع أن ينمو سوق التغليف على مستوى الرقاقة بمعدل 21.0٪ للفترة المتوقعة من 2021 إلى 2028. ويحلل تقرير سوق التغليف على مستوى الرقاقة النمو، الذي ينمو حاليًا بسبب الحاجة الوشيكة لتصغير الدوائر في الأجهزة الإلكترونية الدقيقة.

لمعرفة المزيد عن الدراسة، قم بزيارة https://www.databridgemarketresearch.com/ar/reports/global-wafer-level-packaging-market

الشكل 3: أنواع حزم المروحة الداخلية والخارجية

المصدر: AnySilicon، IEEE

على مدى العقد الماضي، تم إحراز تقدم كبير في مجال حزم رقائق الويفر المكدسة (WLCSP). يتيح هذا التقدم دمج دوائر متكاملة متعددة في حزمة واحدة، مما يخدم كلاً من الترابط غير المتجانس، الذي يدمج شرائح المنطق والذاكرة، وتكديس شرائح الذاكرة.

في حالة التراص 2.5-D، يتم وضع رقاقتين أو أكثر جنبًا إلى جنب مع وسيط لتسهيل التوصيلات بين القوالب. توجد فئات مختلفة من التراص 2.5-D، اعتمادًا على نوع المتدخل المستخدم:

• تتطلب مداخلات السيليكون استخدام طرق عبر السيليكون (TSV)، وهي عبارة عن توصيلات كهربائية رأسية تخترق قالب السيليكون أو الرقاقة. على الرغم من أن المتدخلين السيليكونيين يقدمون تقنية ناضجة موجودة في السوق منذ أكثر من عقد من الزمن، إلا أن تكلفة السيليكون كبيرة وتتطلب تكنولوجيا أمامية وقدرات تصنيعية. تعد CoWoS-S من TSMC (شريحة على رقاقة على الركيزة) لاعبًا بارزًا في هذا السوق
• جسور السيليكون حديثة نسبيًا. تستخدم هذه الهياكل كميات أقل من السيليكون مقارنة بموزعات السيليكون التقليدية، مما يؤدي إلى مظهر أرق يقلل من استهلاك الطاقة ويعزز مرونة التصميم. تكمن ميزتها على المتدخلين السيليكونيين التقليديين في قدرتها على تمكين التكامل المتقدم على مستوى النظام، مما يجعلها مناسبة للحوسبة عالية الأداء (HPC)، مثل الذكاء الاصطناعي (AI). تشمل التقنيات التمثيلية EMIB من Intel (جسر التوصيل البيني متعدد القوالب المدمج) وCoWoS-L من TSMC
• يمكن أيضًا أن تعمل طبقات إعادة التوزيع (RDLs) كوسطاء. تكمن القوة الرئيسية لهذه التقنية في أن عملية الطباعة الحجرية الضوئية المستخدمة لإنشاء RDLs تسمح بالزخرفة الدقيقة، مما يؤدي إلى تحسين مكاسب السرعة وتبديد الحرارة. تستعد شركة TSMC's CoWoS-R (RDL) للرقاقة على الرقاقة على الركيزة لبدء الإنتاج بكميات كبيرة
• يبرز الزجاج باعتباره مادة من الجيل التالي للوسطاء. إنه يوفر مزايا مثل التكلفة المنخفضة والحد الأدنى من فقدان الطاقة في النطاق الترددي العالي التردد. ومع ذلك، قد يستغرق اعتماده في السوق بعض الوقت حتى يتحقق

في مجال التراص ثلاثي الأبعاد، يتم تكديس شرائح متعددة فوق بعضها البعض، إما مع أو بدون وسيط. هناك نوعان أساسيان من التراص ثلاثي الأبعاد:

• النوع الأكثر انتشارًا يشتمل على طرق عبر السيليكون (TSV) ذات نتوءات دقيقة (نتوءات μ)
• البديل الناشئ هو الترابط الهجين الخالي من الصدمات، والذي ينشئ ترابطات من خلال رابطة عازلة ومعدن مدمج. يتم حاليًا استكشاف هذا النهج بشكل أساسي من قبل الشركات المصنعة للذاكرة

قيود التغليف التقليدية

• قيود الحجم: تتسم طرق التغليف التقليدية، مثل العبوات أحادية الشريحة، بقيود في الحجم مما يجعل من الصعب استيعاب المزيد من المكونات، خاصة في الأجهزة المدمجة مثل الهواتف الذكية والأجهزة القابلة للارتداء
• التشتت الحراري: عندما تصبح الرقائق أكثر كثافة، يصبح تبديد الحرارة مصدر قلق كبير. يمكن أن يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى تدهور الأداء وحتى فشل الشريحة
• تدخل الإشارة: عندما يتم تجميع مكونات متعددة معًا بإحكام، يمكن أن يحدث تداخل في الإشارة، مما يؤثر على الأداء العام للجهاز
• عمليات الإدخال/الإخراج المحدودة: غالبًا ما يحد التغليف التقليدي من عدد اتصالات الإدخال/الإخراج (I/O)، مما يحد من القدرة على دمج المزيد من المكونات

التقدم في تغليف الرقائق

ولمعالجة هذه القيود واكتساب ميزة تنافسية، استثمرت شركات أشباه الموصلات في تقنيات تغليف الرقائق المتقدمة. ظهرت العديد من التطورات الرئيسية في السنوات الأخيرة:

توسط + الركيزة

القطعة الأساسية التي تجعل التغليف المتقدم ممكنًا هي المتداخلون. توفر هذه الركائز الرفيعة قاعدة حيث سيتم وضع القوالب الفردية، بالإضافة إلى وصلات صغيرة لربطها بركيزة التغليف الرئيسية. المتدخلون المستخدمون في هذه الحزم المتقدمة مصنوعون من ثلاث مواد محتملة:

• السيليكون، الذي يستخدم عبر السيليكون (TSVs) لتكوين اتصالات مع ركيزة الحزمة
• مادة عضوية تسمى أحيانًا طبقة إعادة التوزيع العضوية (RDL)
• الزجاج، الذي أصبح مرغوبًا فيه في بعض أحدث المنتجات المتقدمة

الشكل 4: التدخل + الركيزة

المصدر: إس إم جي

التعبئة والتغليف 2.5D و 3D

تتضمن تقنيات التعبئة والتغليف 2.5D و3D تكديس شرائح متعددة فوق بعضها البعض أو بجوار بعضها البعض، باستخدام منافذ عبر السيليكون (TSVs) لتمكين الاتصال بين الطبقات. توفر هذه التقنيات العديد من الفوائد:

• كثافة المكونات الأعلى: يسمح تكديس الرقائق بدمج المزيد من المكونات في حزمة واحدة، مما يزيد من الوظائف دون زيادة حجم الحزمة بشكل كبير
• تحسين الأداء: تعمل التوصيلات البينية الأقصر بين الشرائح المكدسة على تقليل زمن وصول الإشارة، مما يؤدي إلى تحسين الأداء العام
• تعزيز تبديد الحرارة: يمكن تبديد الحرارة بشكل أكثر فعالية في الحزم ثلاثية الأبعاد، حيث يمكن نشر الحرارة الناتجة عن شريحة واحدة عبر طبقات متعددة
• التكامل غير المتجانس: يمكن تجميع أنواع مختلفة من الرقائق، مثل المعالجات والذاكرة وأجهزة الاستشعار، معًا لإنشاء حزم متعددة الوظائف ومتكاملة للغاية

الشكل 5: اليسار: مفهوم التعبئة والتغليف Flipchip. المركز: تكامل 2.5D على المتدخل. على اليمين: التكامل ثلاثي الأبعاد على المتدخل.

المصدر: eInfochips

مواد متطورة

تم تطوير مواد جديدة لتحسين أداء وكفاءة تعبئة الرقائق:

• عوازل منخفضة K: تعمل العوازل المنخفضة k على تقليل تأخير انتشار الإشارة واستهلاك الطاقة في الرقائق
• مواد الواجهة الحرارية: تساعد مواد الواجهة الحرارية المحسنة على تبديد الحرارة بشكل أكثر كفاءة، مما يمنع ارتفاع درجة الحرارة
• ركائز مرنة: تتيح الركائز المرنة إنشاء حزم قابلة للانحناء ومتوافقة لتطبيقات مثل شاشات العرض المرنة والأجهزة القابلة للارتداء

التكامل غير المتجانس

يتضمن التكامل غير المتجانس الجمع بين أنواع مختلفة من الرقائق، مثل وحدات المعالجة المركزية (CPUs) ووحدات معالجة الرسومات (GPU) ومسرعات الذكاء الاصطناعي وأجهزة الاستشعار، في حزمة واحدة. يقدم هذا النهج العديد من المزايا:

• تصميم الجهاز المبسط: يمكن للمصنعين إنشاء أجهزة متكاملة للغاية ذات وظائف متعددة، مما يقلل الحاجة إلى المكونات الخارجية
• تعزيز كفاءة الطاقة: يمكن أن يؤدي وضع الرقائق المتخصصة في مكان واحد في حزمة واحدة إلى تقليل استهلاك الطاقة مقارنة بالمكونات المنفصلة
• توفير في التكاليف: ومن خلال دمج مكونات متعددة في حزمة واحدة، يمكن تقليل تكاليف التصنيع

الحزمة على الحزمة (PoP)

يشبه مفهوم الحزمة على الحزمة (PoP) مجموعة BGAs المكدسة. يتم إنشاء حزم متعددة باستخدام بصمة BGA ويتم تكديسها عموديًا على طبقات الركيزة المتعاقبة. من الناحية النظرية، يسمح هذا بدمج الحزمة الموجودة مباشرة فوق حزمة أخرى، على غرار تكديس عدة مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور فوق بعضها البعض. يتم لحام مجموعة الكرة ذات المستوى الأدنى بلوحة PCB وتوفر الوصول إلى الأجزاء المتبقية من الحزمة.

الشكل 6: الحزمة على العبوة (PoP)

المصدر: MADPCB

• النظام الموجود في الحزمة (SIP)

هذا أقل من هيكل تعبئة محدد وأكثر من منهجية تصميم أو نوع من تصميم التغليف. تتبع جميع الأنظمة الموجودة في الحزمة (SIPs) مفهوم تصميم محدد: تحاول الحزمة دمج أكبر عدد ممكن من المكونات بحيث تحتوي الحزمة على نظام كامل، وغالبًا ما يتم تصميمه لتطبيق معين.

يمكن أن يكون أي من العناصر التالية موجودًا في SIPs للمكونات المتقدمة:

• الذكريات، بما في ذلك الذاكرة ذات النطاق الترددي العالي
• واجهات الترددات اللاسلكية أو التناظرية
• كتل إدارة الطاقة
• واحد أو أكثر من مراكز المعالجة
• كتل DSP المتخصصة لتطبيقات محددة

يتم تصميم بعض المكونات الجديدة على أنها SIPs أو SoCs مع منطق متقدم قابل لإعادة التشكيل، مما يعني أنه يتم تضمين معالج FPGA المساعد في الحزمة. وهذا يمنح مصمم المكونات مرونة كبيرة لتخصيص SIP للمنتج النهائي الخاص به، بالإضافة إلى إنشاء تحذير لإعادة التكوين لاحقًا بمجرد نشر المنتج في الميدان.

الشكل 7: النظام الموجود في الحزمة (SIP)

المصدر: AnySilicon

وأخيرًا، يتم التمييز بين النظام الموجود على الرقاقة (SoC) وSIP. لا تزال شريحة SoC عبارة عن SIP، ولكنها موجودة فقط كشريحة واحدة، والتي قد لا تكون مصممة لتكون وسيطًا. لهذا السبب، يتم وضع بعض منتجات SoC في عبوات تقليدية أو عبوات متكاملة مع وسيط وركيزة. توفر SIPs أيضًا التكامل الموضح في SoCs، ولكنها تنفذ نوع التكامل مع المكونات المتعددة الموضحة أعلاه.

تحلل أبحاث سوق Data Bridge أن قيمة سوق النظام في الحزمة (SIP) بلغت 23.51 مليار دولار أمريكي في عام 2021 ومن المتوقع أن تصل إلى 49.84 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2029، مسجلاً معدل نمو سنوي مركب قدره 9.85٪ خلال الفترة المتوقعة من 2022 إلى 2029. يتضمن التقرير الذي أعده فريق أبحاث سوق Data Bridge تحليلاً متعمقًا للخبراء، وتحليل الاستيراد/التصدير، وتحليل الأسعار، وتحليل استهلاك الإنتاج، وتحليل المدقة.

https://www.databridgemarketresearch.com/ar/reports/global-system-in-package-sip-market

ديناميات السوق

يعتمد توسع السوق بشكل كبير على العملاء النهائيين، بما في ذلك الشركات المصنعة للمعدات الأصلية للسيارات (OEMs) والشركات المصنعة للأجهزة المنزلية. يبحث عدد متزايد من العملاء النهائيين بنشاط عن مقدمي خدمات متخصصين في التغليف المتقدم. ويعود هذا الطلب إلى الحاجة المتزايدة للحوسبة السريعة والموثوقة، خاصة في تطبيقات مثل المركبات ذاتية القيادة. بالنسبة لمصنعي أشباه الموصلات، وخاصة مصنعي الأجهزة المنطقية المتكاملة (IDMs) والمسابك، فإن التغليف المتقدم يمثل ميزة تنافسية حاسمة. لجذب عملاء أشباه الموصلات عالية القيمة والاحتفاظ بهم، يجب أن يكون المصنعون منفتحين على الجهود التعاونية في تطوير حلول التعبئة والتغليف المتقدمة. في حين تحتفظ شركات أشباه الموصلات fabless بالسيطرة الكاملة على عملية تخطيط الرقائق حتى يبدأ الإنتاج على نطاق واسع، لا تزال هناك فرصة للمصنعين للمساهمة في القيمة. عادةً ما تتم جهود التطوير المشتركة أثناء مرحلة تصميم بنية الرقاقة وتشغيل المكوك الأولي للتحقق من صحة التصميم. ومن المتوقع أن تزداد الحاجة إلى مثل هذا التعاون بسبب الطلب المتزايد على الرقائق عالية الأداء والتعقيد المتزايد لتصميمات الرقائق الناتجة عن تقنيات التعبئة والتغليف المتقدمة.

• في عام 2016، أصدرت TSMC أنظمة مبتكرة متكاملة على مستوى الرقاقة (InFO)، خاصة للتطبيقات اللاسلكية، بالتعاون الوثيق مع عميلها الرئيسي. في الآونة الأخيرة، تم إصدار مشتقات من ذلك، مثل InFO AiP (هوائي في حزمة) وInFO PoP (حزمة على حزمة)، للتوسع في تطبيقات أخرى للشبكات وHPC

قد يواجه المتابعون السريعون تحديات كبيرة عند محاولتهم اللحاق بقادة السوق. ويرجع ذلك في المقام الأول إلى أن الاستثمارات التقنية الكبيرة ضرورية لطمأنة العملاء بحجم الإنتاج المطلوب لدعم منتجاتهم. علاوة على ذلك، على الرغم من أن التابعين السريعين قد يمتلكون تكنولوجيا التعبئة والتغليف على مستوى البحث والتطوير (R&D) للتغليف الموسع والتعبئة 2.5-D، إلا أنهم يفتقرون عادةً إلى خبرة الإنتاج، وهو عامل حاسم في تحقيق عائد إنتاج مرتفع.

ولمواجهة هذه التحديات، يجب على شركات التعبئة والتغليف أن تبحث بشكل استباقي عن عملاء أساسيين خلال المراحل الأولى من التطوير. إن وضع شركاتهم كشركاء راغبين في تصنيع حلول التغليف المتقدمة بدءًا من مرحلة التصميم يصبح أمرًا أساسيًا في اكتساب العملاء.

يتطلب التغليف المتقدم إجراء تعديلات في كل من برامج المستخدم النهائي وبنيات الأجهزة. ولذلك، ينبغي النظر في تصميم التعبئة والتغليف خلال مرحلة التخطيط المعماري الأولي. يمكن للدعم المقدم من موفري الخدمات الخلفية خلال هذه المرحلة أن يخفف من عبء اعتماد التغليف المتقدم. بمجرد أن يختار العميل بائع تعبئة متقدم، فمن المرجح أن يستمر في شراكته مع هذا البائع للمشاريع المستقبلية.

لتعزيز قدراتها التصميمية، لدى الشركات خيار التعاون مع دار التصميم أو الاستثمار فيها. وتلعب دور التصميم هذه دورًا حاسمًا في عملية صنع الرقائق بأكملها، بما في ذلك تطوير الملكية الفكرية وتصميمها وإنتاجها. يمكن أن يؤدي امتلاك مجمع IP إلى تسريع متطلبات التصميم للعملاء، مما يساعدهم على تجنب التصميمات الزائدة عن الحاجة ونفقات الموارد. يجب أن تقدم دور التصميم خدمات أمامية وخلفية شاملة، بما في ذلك التصميم على مستوى نقل السجل، والأوصاف الوظيفية عالية المستوى، واختبار المنطق، وخدمات المكان والطريق.

هناك عرض آخر ذو قيمة محتملة لمصنعي الرقائق وهو تأمين قدرات التصميم وتقديم حلول متكاملة، تمتد من التصميم إلى تصنيع الرقائق والتعبئة والاختبار. يوفر هذا العرض الشامل للعملاء حلاً شاملاً مناسبًا لاحتياجاتهم من أشباه الموصلات.

فيما يتعلق بالتصنيع، هناك قدرتان تكنولوجيتان محوريتان يجب على الشركات المصنعة إتقانهما للتغليف ثنائي الأبعاد وثلاثي الأبعاد. بالنسبة للتغليف 2.5-D، يلزم الكفاءة في التعامل مع حلول الوسيط الناشئة التي تتضمن مواد جديدة ومنهجيات التصنيع مثل السيليكون وطبقات إعادة التوزيع (RDL) والزجاج. في حالة التغليف ثلاثي الأبعاد، تتطلب أحدث التقنيات، الربط الهجين، استواءًا ميكانيكيًا كيميائيًا لضمان التسطيح عبر المواد المختلفة ومنع التقطيع. بالإضافة إلى ذلك، تعد دقة الاتصال البيني العالية من خلال قدرات القرص إلى الرقاقة في كل من المعدات والخبرة أمرًا بالغ الأهمية.

ميزة تنافسية من خلال تغليف الرقائق المتقدمة

إن اعتماد تقنيات تغليف الرقائق المتقدمة يوفر للشركات ميزة تنافسية كبيرة:

• تمايز المنتجات: يمكن للشركات أن تميز منتجاتها من خلال تقديم المزيد من الميزات والوظائف ضمن نفس عامل الشكل، مما يجذب العملاء الذين يبحثون عن إمكانات محسنة
• عوامل الشكل المضغوط: تسمح العبوات الأصغر حجمًا التي تحتوي على المزيد من المكونات بتصميمات أكثر أناقة وأصغر حجمًا للأجهزة، مما يجعلها جذابة للمستهلكين الذين يعطون الأولوية لقابلية النقل والجماليات
• تعزيز الأداء: يمكن للأداء المحسن وكفاءة الطاقة التي تم تحقيقها من خلال تقنيات التغليف المتقدمة أن تمنح الشركات ميزة تنافسية في الأسواق التي تعتمد على الأداء
• توفير في التكاليف: يمكن أن يؤدي التكامل غير المتجانس وطرق التغليف المتقدمة الأخرى إلى توفير التكاليف في التصنيع، مما يمكّن الشركات من تقديم أسعار تنافسية

كان الاتجاه الأساسي الرئيسي في التغليف المتقدم هو دمج أو تعبئة المزيد من الميزات وكتل الدوائر في مساحات أصغر، وكلها تعمل بسرعات أعلى. لتسهيل هذا النوع من تغليف الميزات، طورت الصناعة أنواعًا متعددة من تصميمات تغليف أشباه الموصلات التي تتيح التكامل المستمر للميزات المتنوعة.

فيما يلي بعض الأمثلة على كيفية استخدام الشركات لـ ACP لتقديم المزيد من المكونات للعملاء واكتساب ميزة تنافسية:

• تفاحة: تستخدم Apple تقنية ACP في أجهزة iPhone الخاصة بها لدمج مكونات متعددة، مثل معالج السلسلة A، والمعالج المساعد من السلسلة M، ومستشعرات Face ID، على ركيزة واحدة. ويساعد ذلك على تقليل حجم ووزن أجهزة iPhone وتحسين أدائها
• سامسونج: تستخدم سامسونج تقنية ACP في هواتفها الذكية Galaxy لدمج مكونات متعددة، مثل معالج Exynos ووحدة معالجة الرسومات Mali ووحدة NPU، في ركيزة واحدة. ويساعد ذلك على تقليل حجم ووزن هواتف Galaxy الذكية وتحسين أدائها
• شركة انتل: تستخدم Intel ACP في FPGAs الخاصة بها لدمج مكونات متعددة، مثل قالب FPGA، وذاكرة HBM2، والمتدخل، على ركيزة واحدة. يساعد هذا على تحسين أداء FPGAs وجعلها أكثر كفاءة في استخدام الطاقة

ومن خلال تقديم المزيد من المكونات للعملاء من خلال ACP، يمكن للشركات اكتساب ميزة تنافسية في السوق.

من المتوقع أن يشهد سوق تعبئة أشباه الموصلات نموًا في السوق بمعدل 8.00٪ تقريبًا في الفترة المتوقعة من 2021 إلى 2028، وسيصل إلى قيمة 53,676.97 بحلول عام 2028. يقدم تقرير Data Bridge Market Research عن سوق تعبئة أشباه الموصلات تحليلاً ورؤى فيما يتعلق بالعوامل المختلفة المتوقع أن تكون سائدة طوال فترة التنبؤ مع توفير تأثيراتها على نمو السوق. يؤدي الارتفاع في قطاع التغليف على مستوى العالم إلى تصعيد نمو سوق تغليف أشباه الموصلات.

https://www.databridgemarketresearch.com/ar/reports/global-semiconductor-packaging-market

خاتمة

في عالم تكنولوجيا أشباه الموصلات سريع الخطى، تعد التطورات في تغليف الرقائق عاملاً حاسماً في اكتساب ميزة تنافسية. ومن خلال تقنيات مثل التغليف ثنائي الأبعاد وثلاثي الأبعاد والمواد المتقدمة والتكامل غير المتجانس، يمكن للشركات تقديم المزيد من المكونات والوظائف لعملائها دون المساس بالأداء أو الحجم أو كفاءة الطاقة. لا تؤدي هذه التطورات إلى دفع الابتكار فحسب، بل تضمن أيضًا بقاء شركات أشباه الموصلات في طليعة تقديم الحلول المتطورة لتلبية متطلبات عالم متصل بشكل متزايد. سيكون تبني هذه التطورات في تغليف الرقائق أمرًا ضروريًا للشركات التي تسعى إلى الازدهار في المشهد المتطور باستمرار للأجهزة الإلكترونية.