Na nedávnom summite OCP APAC He Jun, viceprezident pre pokročilé technológie a služby balenia v TSMC, uviedol, že spoločnosť vstúpila do sériovej výroby CoWoS balíkov, ktoré merajú 5,5-násobok štandardnej veľkosti rastrovej šablóny. Výnosy počas spracovania a viazania kremičkových interposerov zostali nad 98% naprieč produktmi od viacerých zákazníkov AI, pričom niektoré výrobné šarže dosiahli 99%.
TSMC plánuje zaviesť CoWoS balenie väčšie ako 14 veľkostí rastrovej šablóny pred rokom 2029, pričom verzia s 14 veľkosťami rastrovej šablóny má byť sériovo vyrábaná v roku 2028.
Zrenie procesov balenia na úrovni waferov ešte úplne nevyriešilo tlak na dodávky ovplyvňujúci AI čipy. Povedal, že celková ponuka zostáva nedostatočná kvôli nedostatku pamäte s vysokou šírkou pásma, alebo HBM, a Ajinomoto Build-up Film, alebo ABF, substrátov.
Veľkosti balíkov pokračujú v expanzii, keď sa továreň a poskytovatelia OSAT diverzifikujú kapacitu
Jediný čip je obmedzený fyzickým limitom štandardného priestoru expozície rastrovej šablóny, ktorý je približne 858 štvorcových milimetrov. V dôsledku toho sa rozdelenie výpočtových zdrojov na chiplety a ich integrácia so stohovanou HBM stala bežnou architektúrou pre AI čipy.
Kremičkový interposer CoWoS merajúci 5,5-násobok štandardnej veľkosti rastrovej šablóny má plochu takmer 4 700 štvorcových milimetrov. Dosiahnutie výnosov nad 98% na interposerovi tejto veľkosti naznačuje, že procesy kontroly defektov TSMC pre redistribučné vrstvy a mikro-bump viazanie dosiahli relatívne zrelú fázu.
V súlade s technologickou mapou TSMC sa balíky CoWoS väčšie ako 14 veľkostí rastrovej šablóny zavádzajú pred rokom 2029. Odhady priemyslu naznačujú, že balík tejto veľkosti by mohol pojať viac ako 10 výpočtových chipletov a viac ako 20 HBM stohov.
Keďže kapacita CoWoS spoločnosti TSMC zostáva napätá, iné továrne a poskytovatelia outsourcovaného montáže a testovania polovodičov súťažia o prebytočné pokročilé objednávky balenia.
ASE Technology Holding propaguje svoju platformu VIPack a technológiu FOCoS, teda fan-out chip-on-substrate, aby zabezpečila objednávky pre ne-jadrové čipy od poskytovateľov cloudových služieb. Amkor podpísal rámec spolupráce na 10 rokov s TSMC v júni a plánuje využiť svoj nový závod v Arizone na poskytovanie služieb testovania a konečného balenia čipov vyrobených v závodoch TSMC v Phoenixe.
Samsung Electronics získava objednávky prostredníctvom svojich technológií I-Cube a SAINT 3D stacking. Spoločnosť využíva svoje integrované možnosti továrne, pamäte a pokročilého balenia na obsluhu zákazníkov ovplyvnených obmedzenou kapacitou balenia.
ABF substráty a HBM čelí ťažkým tlakom na kapacitu
Keďže výnosy kremičkových interposerov sa zlepšujú, obmedzenia dodávok sa presúvajú na hornú úroveň, pričom nedostatky vysoce kvalitných substrátov ABF a HBM sa stávajú obzvlášť výraznými.
Nvidia, AMD a hlavní poskytovatelia cloudových služieb zabezpečili kapacitu ABF prostredníctvom dlhodobých dodávateľských zmlúv, ktoré trvajú až do roku 2028, ale obavy o dostupnosť vysokokvalitných substrátov sa nezmierňujú.
Na podporu balíkov CoWoS merajúcich 5,5 veľkosti rastrovej šablóny a budúceho formátu 14 veľkostí rastrovej šablóny sa vysokokvalitné ABF substráty inovujú na 18 až 20 vrstiev. Substráty navrhnuté pre balíky s 14 veľkosťami rastrovej šablóny by mohli dosiahnuť rozmery 100 × 100 mm.
Veľké substráty s vysokým počtom vrstiev sú náchylné na krivenie počas opakovaných procesov tepelného lisovania. Ich zvýšená veľkosť tiež sťažuje zarovnanie mikroviac, čo znižuje výrobné výnosy u dodávateľov substrátov.
V reakcii na štrukturálny nedostatok ponuky spustili výrobcovia substrátov po celom svete ďalšiu vlnu kapitálových investícií.
Unimicron Technology zvýšila svoj rozpočet na kapitálové výdavky na rok 2026 na NT$53,7 miliardy, pričom investície sú zamerané na svoju druhú továreň v Guangfu a na druhé a tretie zariadenie v Yangmei. Kinsus Interconnect Technology sa zaviazala pridať ďalších NT$19,6 miliardy na výstavbu svojich tovární Yangmei K6C a K6D a hodnotí potenciálne miesta pre ďalšie zariadenie.
Nan Ya Printed Circuit Board rozširuje pokročilú výrobnú kapacitu vo svojej továrni v Shulin, vylepšuje svoje zariadenie v Jinxing a prenajíma ďalší výrobný priestor. Správy zo dodávateľského reťazca tiež naznačujú, že dcérska spoločnosť Zhen Ding Technology, Avary Holding, rozširuje svoje operácie v Šen-čen a môže zvýšiť počet závodov na viac ako sedem do roku 2030.
Segment pamäte čelí technickým výzvam a tlaku na zvyšovanie výroby. SK hynix využíva svoj pokročilý proces balenia MR-MUF na rozšírenie výroby HBM3E a udržanie svojho vedúceho postavenia na trhu. Samsung Electronics posúva svoj produktový rad HBM vpred prostredníctvom svojho procesu tepelného stláčania NC-TCB.
SK hynix a Micron plánujú outsourcovať výrobu základných čipov HBM4 do pokročilých procesných uzlov TSMC. Micron tiež využíva svoj proces 1β-nanometer na zameranie sa na trh s produktmi HBM3E s kapacitou 24 GB a 36 GB.
Výrobcovia čipov vyvíjajú alternatívy EMIB a EFB
Obmedzenia kapacity a relatívne vysoké výrobné náklady na pokročilé balenie založené na továreňach povzbudzujú výrobcov čipov a poskytovateľov cloudových služieb zakladať alternatívne cesty balenia 2.5D mimo ekosystému CoWoS.
Technológia EMIB od spoločnosti Intel vkladá miniatúrne silikónové mostíky do organického substrátu s cieľom poskytnúť vysokodenzitné prepojenia. Eliminácia plnoformátového silikónového interposera môže znížiť celkové výrobné náklady.
Okrem vlastných procesorov spoločnosti Intel hodnotia technológiu aj prispôsobený čip Maia 100 od Microsoftu a čipy Amazon Web Services. Priemyselné správy naznačujú, že tím TPU spoločnosti Google tiež hodnotí platformu EMIB.
Predseda a generálny riaditeľ AMD Lisa Su predtým oznámila plány na zvýšenie investícií spoločnosti do polovodičového dodávateľského reťazca na Taiwane. Prostredníctvom zmlúv o nákupe vyvíja AMD miestny ekosystém balenia 2.5D založený na technológii Elevated Fanout Bridge, alebo EFB.
Zúčastnené spoločnosti na montáž a testovanie zahŕňajú ASE Technology Holding, Siliconware Precision Industries a Powertech Technology. Tento prístup k baleniu tiež vyzval dodávateľov substrátov, ako sú Unimicron, Kinsus a Nan Ya Printed Circuit Board, aby spustili špecializované rozšírenia kapacity pre substráty vysokého rozsahu.
Sklenené substráty sa stávajú zameraním na vývoj materiálov novej generácie
Dopyt po mimoriadne vysokodenzitných prepojeniach a väčších rozmeroch balenia odhaľuje fyzické obmedzenia organických ABF substrátov, vrátane nesúladov tepelných rozťažností a strát signálu pri vysokých frekvenciách. Priemysel preto pokročil vo vývoji a komercializácii sklenených substrátov a technológií cez-sklenených vias, alebo TGV.
Sklenené substráty majú mimoriadne nízky koeficient tepelnej rozťažnosti, čo môže znížiť deformácie substrátov počas spracovania pri vysokých teplotách. Ich nižšie dielektrické straty ich tiež robia vhodnými na prenášanie ultra-vysokorýchlostných signálov.
V júli, Intel oznámil strategické partnerstvo so spoločnosťou Lens Technology na spoločný vývoj pokročilých balených riešení so sklenenými substrátmi pre aplikácie AI a vysokovýkonného výpočtu.
Podľa správ zo dodávateľského reťazca, TSMC vyvíja balenie na úrovni panelu a sklenené interposery pomocou technológie TGV. Odhady priemyslu naznačujú, že spoločnosť by mohla zriadiť démonstračnú linku procesu medzi rokmi 2027 a 2028.
Samsung Electro-Mechanics a dcérska spoločnosť SK Group Absolics zriadili pilotné zariadenia TGV. Absolics plánuje začať malé objemy pokusnej výroby do konca roku 2026, zatiaľ čo Samsung Electro-Mechanics aktuálne poskytuje vzorky hlavným zákazníkom v dátových centrách na hodnotenie.
Ďalej nahor, Corning, SCHOTT a Dai Nippon Printing vyvíjajú materiály pre substráty TGV s vysokou hustotou. Nemecká spoločnosť LPKF pracuje na laserom indukovanej tvorbe TGV a procesoch metalizácie a plnenia vias v spolupráci s hlavnými výrobcami polovodičov.