Перспективы развития платформ корпусирования автомобильных полупроводниковых приборов

Перспективы развития платформ корпусирования автомобильных полупроводниковых приборов

Выпуск 1(6675) от 10 января 2019 г.
РУБРИКА: ПРОРЫВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ МИКРО И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Развитие автомобильной промышленности, переход к гибридным машинам и электромобилям, полуавтономному и автономному вождению неизбежно будут стимулировать рост продаж автомобильных электроники и полупроводниковых приборов. Соответственно, будут развиваться и методики корпусирования. Благодаря росту спроса на автомобильные ИС будет расширяться применение методик корпусирования ИС для потребительской электроники, с одной стороны, а с другой – ​возрастет доля фирм, оказывающих аутсорсинговые услуги корпусирования.

По итогам 2017 г. рост продаж на автомобильном рынке составил 7%, в то время как на рынке полупроводниковых приборов автомобильного назначения – ​20%. Электронные приборы все чаще используются в автомобилях, растет и число эксплуатируемых электронных систем. По сравнению с 1990-ми гг. объем используемой в автомобиле электроники (в натуральном выражении) увеличился более чем в 2,5 раза. В 2017 г. суммарная площадь подложек всех использованных в среднем автомобиле полупроводниковых приборов достигла 26 см2, а в 2023 г. этот показатель превысит 35 см2. К четырем основным тенденциям развития автомобилей можно отнести: наращивание возможностей (в т. ч. за счет «расширенной» реальности), электрификация, автономность, подключаемость и комфорт. Все эти направления развития подразу-мевают использование большого числа датчиков, источников питания, схем связи, осветительных компонентов и процессоров, которые могут как поступать с рынка потребительской электроники, так и специально разрабатываться для автомобильной промышленности. Рост спроса на электронные приборы будет стимулировать рынок корпусирования. Действительно, в 2017 г. доходы от корпусирования автомобильных полупроводниковых приборов составили 3,7 млрд долл., а в 2023 г. (по прогнозам) они достигнут ~7 млрд долл. (включая модули СИД) (рис. 1). Индустрия корпусирования автомобильных полупроводниковых приборов охватывает многие их типы и, следовательно, многие платформы корпусирования.



Источник: Yole Développement

Рисунок 1. Общий обзор* электронных компонентов автомобильной промышленности в 2018 г.

* Неполный перечень применений.


ЗАРЕГУЛИРОВАННОСТЬ АВТОМОБИЛЬНОГО РЫНКА НЕ МЕШАЕТ ПРОНИКНОВЕНИЮ МЕТОДОВ КОРПУСИРОВАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЬСКОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ

Деятельность автомобильной промышленности регулируется множеством законодательных и нормативных актов – ​вследствие высоких рисков в сфере бе-зопасности и влияния на окружающую среду. Из-за того, что на каждый компонент требуется составление многочисленных спецификаций, новые автомобильные полупроводниковые приборы после разработки проходят длительный цикл аттестации. Это ограничивает возможности использования новых методик корпусирования. Более того, автомобильную промышленность нельзя назвать особо восприимчивой к инновациям в области корпусирования. Однако сейчас наступает новая эра развития автомобильной и смежных отраслей промышленности, что может подтолкнуть прогресс. Существует большая потребность в энергетических применениях, способных ускорить инновационный процесс. Также речь идет о повышении уровня автономности и подключаемости. Кроме того, необходимо отметить, что впервые в истории автомобильной промышленности прилагаются масштабные усилия по адаптации технологий потребительской электроники к требованиям автомобильной промышленности с целью стимулирования инноваций в определенных применениях, таких как трансмиссия. Хотя основной платформой с натуральной (а не стоимостной) точки зрения по-прежнему остаются корпуса с матричной структурой шариковых выводов и проводными соединениями (Wire Bond Ball Grid Array, WBBGA), на которые приходится более половины отгрузок, свои рыночные доли все активнее отвоевывают перспективные методы корпусирования, такие как монтаж методом перевернутого кристалла (flip-chip, FC) и корпусирование с разветвлением (fan-out). Как ожидается, следующими инновациями станут кристаллы, встраиваемые в подложку для кристаллов преобразователей. Планарные бессвинцовые корпуса с четырехсторонними выводами (QFN), промежуточные корпуса с матричным расположением шариковых выводов (iBGA) и керамические корпуса также во все большей мере используются в специализированных применениях, таких как КМОП-формирователи сигналов изображения (CIS), MEMS и силовые приборы (рис. 2).



Источник: Yole Développement

Рисунок 2. Маршрутная карта корпусирования автомобильных полупроводниковых приборов

*ADAS – перспективные системы помощи водителю.


OSAT ПОЛУЧИЛИ НАИБОЛЬШИЙ ВЫИГРЫШ ОТ ДИВЕРСИФИКАЦИИ И РОСТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРОНИКИ В АВТОМОБИЛЯХ

Поставщики услуг современного и перспективного корпусирования автомобильных полупроводниковых приборов можно разделить на две группы: IDM и поставщики 1-го уровня (Tier‑1), с одной стороны, поставщики аутсорсинговых услуг сборки, корпусирования и тестирования полупроводниковых приборов (OSAT) – ​с другой стороны. IDM и поставщики 1-го уровня остаются основными поставщиками интегрированных систем, используемых автомобильными ОЕМ. Со своей стороны, OSAT специализируются на начальном корпусировании и тестировании. Корпусирование автомобильных полупроводниковых приборов ранее осуществлялось главным образом IDM и поставщиками 1-го уровня, так как это позволяло легче интегрировать и быстрее разрабатывать системы. По мере использования электроники в автомобилях все больший объем работ уходил на аутсорсинг OSAT. В прошлом OSAT составляли сравнительно малый сегмент услуг перспективных методик корпусирования для автомобильного рынка, теперь же на них приходится 38% общих доходов от подобных услуг, и их доля продолжает расти. Подобные подвижки стали возможными благодаря увеличению количества полупроводниковых приборов, используемых в автомобилях, диверсификации компонентов, усложнению методик корпусирования и повышению ответственности специализированных производителей. Более того, некоторые приборы поступают с потребительского рынка, который OSAT уже давно обслуживают. В настоящее время более 80% доходов всех OSAT, предоставляющих услуги перспективного корпусирования автомобильной промышленности, приходится на корпорации Amkor и ASE. В 2015 г. Amkor поглотила J-Devices, одного из крупнейших японских OSAT, и благодаря этому приобретению стала крупнейшим OSAT в сфере корпусирования автомобильных полупроводниковых приборов с долей рынка более 50%. За ней следуют корпорации ASE и STATS ChipPAC (рис. 3).



Источник: Yole Développement

Рисунок 3. Структура рынка корпусирования автомобильных ИС


Packaging Dedicated to Automotive Electronics is grOwing and Will Reach $7B in 2023. i-Micronews, November 2018: https://www.i-micronews.com/report/product/trends-in-automotive-packaging


ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Выпуск 22(6746) от 11 ноября 2021 г. г.
Выпуск 16(6740) от 19 августа 2021 г. г.
Выпуск 13(6737) от 08 июля 2021 г. г.