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March 11, 2021

不足、挑戦は包装のサプライ チェーンを巻き込む

破片のために需要があるサージは選り抜き生産力の不足、さまざまなパッケージのタイプ、主要部分および装置を引き起こすICの包装のサプライ チェーンにより影響を与えている。

包装の点不足は遅く2020年に浮上し、他のセクターにその後広がっていた。今ではサプライ チェーンにいろいろなチョーク ポイントがある。Wirebondおよびフリップ破片容量はいくつかの異なったパッケージのタイプと共に2021年中、堅く残る。さらに、ICのパッケージ、即ちleadframesおよび基質で使用される重大な部品は補給不足にある。台湾の包装の基質の工場の最近の火は問題をより悪くさせた。それの上に、wirebondersおよび他の装置は延長配達調達期間を見ている。

通常、半導体ビジネスの全面的な要求映像を反映する包装の原動力。中間2020で始まって、サーバーおよびノートの市場は異なった破片のための巨大な要求およびそれらの市場のためのパッケージを作成する蒸気を得た。さらに、自動車セクターの突然の反動は市場を逆さまに回し、破片および鋳物場容量のための広まった不足をもたらす。

半導体の不足および包装の市場は新しくないし、IC工業の需要主導の周期の間に起こらない。異なっている何が企業最終的に包装の重要性を確認し始めているである。しかし包装のサプライ チェーンのある部分、特に基質のもろさは、多くの油断したつかまえた。

サプライ チェーンの抑制により既にある郵送物の遅れを引き起こしているが、問題が主張すればそれは明白でない。言うまでもなく包装のサプライ チェーンを強化する緊急需要がある。一つには、包装は全体の企業を渡るより大きい役割を担っている。OEMsはよい電気性能の新しく、よりよいICのパッケージを要求するより小さく、より速い破片がほしいと思う。

同時に、高度の包装は新しいシステム レベルのチップ デザインを開発する可能なオプションになっている。破片のスケーリングの力および性能の利点は各々の新しいノードで減少して、トランジスターごとの費用はずっとfinFETsの導入以来増加している。従って計量が新しい設計のための選択の間、企業は代わりを捜して、高度のパッケージに多数の異質破片を置くことは1つの解決である。

「人々包装の重要性を実現した」、は大統領1月VardamanをTechSearchインターナショナルの言った。「それは会社および半導体の会社で企業レベルで議論に上がった。しかし私達は私達がよい位置にある私達のサプライ チェーンなしで」。要求に単に応じることができない私達の企業の接続にである

市場のある洞察力を得るために企業を助けるためには半導体工学は、容量、パッケージおよび部品を含む包装、またサプライ チェーンの現在の原動力を見てみた。

破片/包装ブーム
それはずっと半導体工業のジェット コースターの乗車である。早い2020年に、ビジネスは明るく、Covid-19全域にわたる発生の中で落ちたICの市場に見た。

2020の国中出無精の順序およびビジネス閉鎖のような発生を、軽減するいくつかの手段を実行した。経済的な騒ぎおよび失業はすぐに続いた。

しかし中間2020によって、ICの市場は出無精の経済がコンピュータ、タブレットおよびTVのための要求を運転したので、立ち直った。2020年に、IC工業は高音でVLSIの研究に従って破片の販売が8% 2019年を育てたと同時に、終わった。

その運動量は2021年の最初の部分に引き継いだ。合計では、半導体の市場は2021年に11%によってVLSIの研究に従って、育つために写し出される。

「私達はIoTの端装置による巨大な要求を見て、5Gによって可能になるスマートな装置」Tienウー、最近の会議呼出のASEの業務執行責任者を、言った。「高速・大容量の演算、雲、電子商取引、また5G低い潜伏および高いデータ転送速度と、私達はスマートな装置、電気車、およびIoTの適用すべてについては見ているより多くの適用を」。

昨年、自動車市場は緩慢だった。最近、自動車会社は更新された要求を見たが、今破片不足の波に直面する。場合によっては、自動車製造業者は一時的に選り抜き植物を閉めさせる。

fabsを持つICの売り手、また鋳物場は、自動車および他の市場の要求に応じてない。「カレンダー2020年のfabsのほとんどのために非常に高い稼働率で動いていた—200mmおよび300mmのfabs —ちょうど約すべての技術を渡って」、ウォルターNGのUMCの事業開発の副大統領を言った。「自動車区分はすべての区分としてどうにか決して、選抜されなくて、適用は堅い供給と動くようである。多くの自動車工場にCOVIDによる昨年後半の間に運転休止があった。私達は多くの自動車半導体の製造者をこれらの期間の間に発注することを減るか、または止めたことを観察した。これを考慮すれば、これらは私達が」。今日見ている自動特定の不足に要因を貢献するかもしれない自動車産業の細い目録練習とつながれて

ある危険信号があった。「私達は自動車半導体の製造者の要求が早いQ2 「20のまわりで変動し始めることを見た。それは早いQ4』 20まで自動半導体の製造者の要求が』とより典型的な要求のレベルに戻り始めることを私達が見たことなかったNgは言った。「一般的な傾向として、私達は0.35ミクロン分離したMOSFET装置からのボディおよびシャーシ制御、インフォテイメントおよびWiFiのような28nm/22nm ADASのプロダクトに加工技術の全域をおよびすべて、中間カバーする自動車電子工学の相当成長を見る。私達は近い未来の間育ち続けると期待する自動車のための半導体の内容が」。

これらの市場すべては包装容量および包装タイプのための要求に燃料を供給した。容量の量を示す1つの方法は工場稼働率を見ることによって行う。

全面的な工場稼働率が昨年の第二期の約85%に75%から2020年の第一四半期の80%をから、増加することをASE、世界で最も大きいOSATは、見た。第3そして第四四半期、ASEの包装の稼働率は80%をはるかに越えてあった。

2021年の最初の部分では、包装容量のための全面的な要求はある区分に見られる堅い供給と強いまま残る。「私達は容量をほとんど全体的に堅く見ている」、Prasad DhondをAmkorのwirebond BGAプロダクトの副大統領言った。「ほとんどの終り市場は、自動車を除いて、2020年中強いまま残った。2021年に、私達はそれらの市場の強さを見続けて、自動車、同様に回復した。従って自動反動は容量制約に確かに加えている」。

他は、国内の包装の売り手を含んでまた、増加する需要を見ている。「アメリカ本土の包装容量安定を保つようである」はRosieマディーナをQuik朴の販売そしてマーケティングの副大統領言った。「皆は」。増加する需要を管理してもいいものしている

Wirebondのleadframe不足
多数の異なったICのパッケージのタイプは市場、別の適用のために目標とされるそれぞれにある。

包装の市場を区分する1つの方法はwirebond、フリップ破片、ウエファー レベルの包装(WLP)、およびによケイ素のvias (TSVs)を含んでいる結合のタイプによって行う。Interconnectsパッケージの別のものに1つのダイスを接続するのに使用されている。TSVsにWLP、フリップ破片およびwirebondに先行している最も高い入力/出力の計算がある。

ある75%から今日のパッケージの80%はTechSearchに従ってワイヤー結合に、基づいている。50年代に成長して、ワイヤーbonderは別の破片に1つの破片か小さいワイヤーを使用して基質をステッチする。ワイヤー結合は低価格の遺産のパッケージ、中央のパッケージのために主に使用され、記憶は積み重なることを死ぬ。

wirebond容量のための要求は2020年の前半に緩慢だったが、きつく締まるwirebond容量を引き起こす2020年の第三四半期によりで打ちつけた。wirebond容量は2021年の後半まで少なくとも堅く残ると、ASEが言った時。

他の傾向はまたwirebondの市場に現れた。「私達がであるしていること積み重ねられたダイスの数の前のより多く」、ASEのウーは2020年の第三四半期の会議呼出で言った。「そうこの特定周期、それはにちょうど容積ではない。それはまたであるダイスの数、ワイヤーの数、また複雑さ」。

これまでのところ2021年に、wirebond容量は自動車および他の市場のブームが強いられた原因である。また要求に応じるために十分なwirebondersを手に入れることも困難になっている。

「容量堅く残る」、はASEのウーは最近の会議呼出で言った。「最後、私はwirebond不足が今年のQ2に少なくともあることコメントをした。今は、私達はわずかに私達の意見を調節している。私達はwirebond不足が2021年の全年中」。あることを信じる

早い2020年に、wirebondersを手に入れることは比較的容易だった。要求が遅く2020年に取りあげたと同時に、wirebonder用具の調達期間は6かから8か月に伸びた。「今は、機械配達調達期間は6かから9か月のような多くである」とウーは言った。

Wirebondersがクォード平らな非鉛(QFN)、クォードの平らパック(QFP)、および多くの他のような複数のパッケージのタイプを、するのに使用されている。

QFNおよびQFPはパッケージのタイプのleadframeのグループで属する。leadframe、これらのパッケージのための重大な部品は、基本的に金属フレームである。工程では、ダイスはフレームに付す。鉛はダイスに接続され薄いワイヤーを使用する。

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図1:QFNのパッケージ。

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図2:QFNの側面図。

「普通、QFNsはまたフリップ・チップのためのそれらを設計できるがとwirebonded」Quik朴のマディーナ言ったである。「フリップ・チップQFNsがwirebonded QFNsより小さいサイズ/足跡入って来ことができる間、それらはダイスがぶつかる必要があるので少し造ってより高い。多くの顧客は彼らの小型および彼らの費用効果のためのQFNsを選ぶ。従来のovermolded QFNのフォーマットは多くの適用のための経済的な選択である。注文のサイズはまた標準的なJEDECのサイズが適当なとき私達のオープン形成されたプラスチック パッケージ(OmPPs)のような経済的考慮することができる。これらはいろいろなJEDECのフォーマットおよび注文構成入って来」。

Leadframeのパッケージはアナログ、RFおよび他の市場で破片のために使用される。「私達はQFNのパッケージについては要求強より見る」とマディーナは言った。「それらは多くの端の市場で、医学、商業のような、およびミル/航空機使用される。多くの部品を持つHandhelds、wearablesおよび板はである主な適用」。

ブーム周期の間、挑戦が第三者の製造者からのleadframesの十分な供給を得ることであるけれども。leadframeビジネスは強化の波を経た利益が低い区分である。何人かの製造者はビジネスを出た。

今日、より多くのleadframesのための必要性を作成する要求はQFNのパッケージのために強い。ある包装の家が十分なleadframesをしっかり止められる間、他は不足を見る。

「Leadframe供給堅い」はとAmkor's Dhondの言った。「製造者容量は要求に遅れずについていけない。貴重な金属価格の増加はまた影響を与えているleadframeの価格に」。

高度の包装の基質の悲哀
要求は多くの高度のパッケージのタイプ、特にフリップ破片の球の格子配列(BGA)およびフリップ破片の破片スケールのパッケージ(CSPs)のためにまた強い。容積はまた2.5D/3D、ファン・アウトおよびシステム パッケージ(一口)のために増加している。

フリップ破片はBGAsおよび他のパッケージを開発するのに使用されるプロセスである。フリップ破片プロセスでは、銅の隆起か柱は破片の上に形作られる。装置は弾かれ、別に取付けられて死ぬか、または乗りなさい。隆起は電気関係を形作る銅のパッドで上陸する。

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図3:サイド眺めフリップ破片の土台

自動車の計算、ノートおよび他のプロダクトによって運転されて、フリップ破片BGAの包装の市場は2025年までにYole Développementに従って2020年から$12十億に$10十億から、育つと期待される。

「私達が普通経験する何を2X」、はより大きいにフリップ破片プロダクトのための全面的な容量押し出していて装置の調達期間が2021年に高い利用で、動き続けるロジャーSt. AmandをAmkorの上席副社長言った。「利用できる予測に基づいて、私達は2021年によって、そして2022年に、コミュニケーション続く、この傾向を計算、および自動車市場区分のより需要が高いによって運転されて期待する。一般に、私達は見ているすべてのフリップ破片のパッケージの技術を渡るこの傾向を」。

その間、ファン・アウトおよびファン・イン パッケージはWLPと呼ばれる技術に基づいている。ファン・アウトの1つの例では、記憶はパッケージの論理チップで積み重なる死ぬ。時々CSPsと呼ばれるファン・インは、力管理ICおよびRFの破片のために使用される。合計では、WLPの市場は2025年までにYoleに従って2019年から$5.5十億に$3.3十億から、育つために写し出される。

2.5D/3Dパッケージは上限サーバーおよび他のプロダクトで使用される。2.5Dでは、ダイスはTSVsを織込んでいるインターポーザーの上に並んで積み重なるか、または置かれる。

その間、一口は機能電子サブシステムから成っている注文のパッケージである。「私達はいろいろ新しい一口のプロジェクト光学を、可聴周波、およびケイ素のphotonicsを見ている覆う、また多くのsmartphoneの端装置」とASEのウーは言った。

補給不足にあるこれらの高度のパッケージのタイプの多数は積層の基質を使用する。他のパッケージは基質を要求しない。これは適用によって決まる。

基質はパッケージの基盤として役立ち、システムの板に破片を接続する。基質は多数の層、それぞれから金属の跡およびviasを組み込むかどれがの成っている。これらの誘導層は破片からの板に電気関係を提供する。

積層の基質は両面か多層プロダクトである。より複雑なプロダクトに18から20の層があるが、あるパッケージに2つの両面の層がある。積層の基質はAjinomoto (ABF)の集結材料およびBT樹脂のようなさまざまで物質的なセットに、基づいている。

通常、サプライ チェーンで、包装の家はIbiden、Kinsus、Shinko、Unimicron、および他のようなさまざまな第三者の製造者からの基質を、買う。

問題は要求が積層の基質のために波立ったときに昨年浮上し始め、これらのプロダクトのための堅い供給をもたらす。問題は火が台湾のUnimicronによって所有された製造工場で発生したときに、昨年末増えた。Unimicronは他の設備に生産を移したが、何人かの顧客は要求に応じるために十分な基質を得てまだなかった。

別の火はUnimicronの同じ植物で労働者が工場をきれいにしていたときに、最近数週間の間に発生した。時、植物が生産になかったけれども。

サプライ チェーンのさまざまな思わぬ障害とつながれる進行中の要求は基質の状態を2021年に大いにより悪くさせている。場合によっては、基質のための価格は延長調達期間と増加している。

「私達が装置のために経験しているものをに類似した、私達はフリップ破片の基質の調達期間のかなりの増加を見ている」とAmkorのSt. Amandは言った。「時として、基質の調達期間は4Xより大きいに普通見られる何が企業で増加している。この傾向は大きいボディのための支えられたより需要が高いのによって主に運転されて、高層の計算は計算のセクターのためのABFの基質をsingulated。さらに、私達は上限の計算の基質のために前述の要求と時として直接競っている自動車産業の強い回復を見ている。私達はまたコミュニケーション、消費者および自動車区分で小さボディ プロダクトに使用するストリップ ベースのPPGの基質については見ている増加する需要を」。

その間問題を解決するために、企業は解決で動作しているこれらのアプローチは欠けるかもしれない。「私はICのパッケージの基質のためのビジネス モデルが基本的に壊れていることと」、TechSearch's Vardamanの言った論争する。「私達は供給を保証するこれらのビジネス関係にある種の新しいアプローチがある必要がある。私達は価格設定の死にこれらの貧しい基質の製造者を事実上打った。彼らはずっと彼らの差益を維持できない。それはではない健康な状態」。

ここに速い修正がない。基質の製造者は彼らの差益を後押しするために彼らのプロダクト価格を単に引き上げることができるがこれは容量問題を解決しない。

もう一つの可能な解決策は要求に応じる生産力を造る基質の売り手のためである。しかし大規模な高度の基質の生産ラインは約$300,000,000を要する。

「必要とされる投資のレベル容量は2か3年以内に利用されることを考えなければこれらの基質の会社によってが快適である何かでなくと」、はVardamanを言った作る。「それらは投資のリターンを得る必要があり需要がある減少があることを行っていることを考えればすることは非常に困難であることを行っている。そしてたくさんの容量に投資すると何が起こる、価格は下るか。それらはリターンを作ることができないし、差益は苦しむ。従ってそれは実際に堅い状態である。私は私達が私達の企業の実際に悪い状態に」。このような理由であると言う

比較的安価の選択は既存の基質ラインの収穫を単に後押しすることであり多くを使用可能なプロダクト可能にする。しかし売り手は新しく、高い度量衡学装置に多くを投資する必要がある。

包装の家はまた異なった解決を見ている。最も明らかな1つは異なった売り手からの基質を手に入れることである。しかしそれは25週かVardamanに従って新しい基質の売り手を、修飾するために$250,000を取る。

また、包装の家は基質なしのICのパッケージを開発し、販売できる。しかし多くのシステムは時としてより強く、信頼できる基質が付いているパッケージを要求する。

状態は絶望的ではない。包装の家は製造者をもっと密接に使用する必要がある。材料を発注するために長期予測を得るために「私達は私達の顧客と働いている」とAmkor's Dhondの言った。「私達は修飾している供給を保証するために第二の源を適切な場合には」。

これはある新しい機会を、同様に作成する。Quik朴は昨年基質の設計、製作およびアセンブリ サービスのベールを取った。このサービスによって、会社はさまざまなパッケージの基質のタイプを支える。「私達は私達の顧客の包装の条件を収容するために私達が基質ベースのアセンブリのためのターンキー解決を作成すると私達の基質の開発サービスについては完全に増加する需要を」Quik朴のマディーナ言った見ている。右のすてきなパートナーを選ぶ「顧客の要求を一緒に分かち合い、価格および調達期間にてこ入れする私達の機能は適度な配信スケジュール内の基質の供給の保存に重大である。アメリカ本土の売り手は調達期間をによって短くすることができる50%以上」。

結論
明らかに、包装のための要求は急騰した、企業はサプライ チェーンを増強しなければならない。さもなければ、包装の売り手はより多くの遅れに、失った機会直面する。

下げ気味のこれすべてがより多くの投資を取る、ある特定の区分の売り手の基盤の強化はある特定のスケールに達して必要であるかもしれないことであり。しかしそれはまたこの仕事を作って必要である新しく、より革新的なアプローチにドアを開ける。(印LaPedus)

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