Рынок «систем-в-модуле» до 2026 года

Рынок «систем-в-модуле» до 2026 года

Выпуск 16(6740) от 19 августа 2021 г.
РУБРИКА: МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

Понятие «система-в-модуле» (SiP) охватывает широкий круг подходов – ​от перспективных методов интеграции кристаллов чиплетного типа до приборов, используемых в мобильных телефонах, с повышенной степенью интеграции и расширенной функциональностью, при изготовлении которых используются лучшие в своем классе подходы к корпусированию. Платформы SiP имеют решающее значение для реализации концепции «Больше, чем Мур», обеспечивая гибкость проектирования и цепочек поставок. Ожидается, что доходы индустрии SiP в 2026 г. составят более 19 млрд долл.


Перспективы рынка

По данным фирмы Yole Développement (Лион, Франция), емкость рынка SiP увеличится с 14 млрд долл. в 2020 г. до более чем 19 млрд в 2026-м. Ассортимент SiP представлен изделиями старших и средних моделей, предназначенными для вычислений и использования в центрах обработки данных (ЦОД). Эти приборы отличаются гораздо большей рентабельностью и уровнем добавленной стоимости, чем младшие модели, используемые в мобильных телефонах. Ожидается, что среднегодовые темпы прироста продаж в сложных процентах (CAGR) за период 2020–2026 гг. в сегменте старших моделей SiP составят 9%, а в сегменте младших моделей – ​5% [1].




Yole Développement и фирма-партнер System Plus Consulting, также входящая в группу Yole, разделяют SiP-решения по форм-факторам на три основные категории:

доминирующий сектор приборов, изготовленных методом перевернутого кристалла (flip-chip, FC) или проволочного монтажа (wire bond, WB);

сектор многокристальных приборов с разветвлением (FO WLP);

сектор модулей со встраиваемыми кристаллами (embedded die, ED).


Технологическое развитие

SiP остается важнейшей платформой, поскольку она позволяет заказчикам – ​изготовителям комплектного оборудования (OEM) интегрировать в модуль на основе подложки одну или несколько функций вместо того, чтобы интегрировать функциональные блоки на печатной плате в виде дискретных компонентов. Компактные и миниатюрные модули хорошо подходят для мобильных телефонов. SiP-решения обеспечивают гибкость и свободу проектировщикам с точки зрения поиска кристаллов и пассивных компонентов для получения лучших в своем классе преимуществ по стоимости и производительности. С ростом числа SiP-решений при обработке пластин (формировании на них приборов) все чаще стал применяться монтаж методом перевернутого кристалла или формирования шариковых выводов, поскольку для прикрепления кристаллов на SiP-модулях эти методы удобнее проволочного монтажа. Компоненты типа WLCSP получают все большее распространение в основном благодаря способности SiP-платформы интегрировать в единый модуль разнообразные форм-факторы.

С точки зрения развития технологий и маршрутной карты SiP-платформа продолжает расширять границы применения – ​в гонке за выпуском приборов с меньшими форм-факторами, более тонких и отличающихся увеличением плотности расположения элементов. Эти новые технологические процессы включают в себя технологии двухстороннего формования (double-side molding), что устраняет необходимость осуществления операции неполного заполнения (underfill) нижнего кристалла. Это приводит к улучшению структуры затрат и повышению эффективности производства.

Еще одной ключевой технологией для устройств радиочастотных SiP, в дополнение к двустороннему формованию, остается компартментарное и конформное экранирование (для избежания электромагнитных помех). Что касается высоты SiP-модулей, ожидается, что в ближайшие годы фирмы, специализирующиеся на услугах аутсорсинговой сборки и тестирования полупроводниковых приборов (OSAT), снизят общую высоту таких приборов на 0,6 мм. По мере развертывания сетей и средств связи 5G наблюдается активизация разработок новых материалов с целью повысить надежность SiP (особенно формовочных материалов и материалов шариковых выводов).

Отмечается, что отрасль расширяет и совершенствует наборы инструментальных средств формирования и обработки ИС с целью повышения точности размещения компонентов и производительности. Кроме того, разрабатываются новые, надежные материалы корпусирования, что готовит почву для появления следующего поколения SiP и дальнейшего развития методов гетерогенной интеграции.


Бизнес-модели

За последние пять лет применяемые в области «систем-в-модуле» бизнес-модели значительно эволюционировали. Ранее наблюдалось доминирование поставщиков OSAT-услуг, и пять-восемь лет назад спрос был относительно равномерно распределен между этими фирмами. К настоящему времени, по мере развития мобильных телефонов, радиоприборов и развертывания сетей и средств связи 5G, технологии SiP достигли зрелости и способны уверенно присутствовать на нескольких рынках, начиная с рынков недорогих РЧ SiP, на которых доминируют крупные OSAT-фирмы (ASE, Amkor и JCET) и движущими факторами развития которых является спрос ведущих производителей конечных систем, таких как корпорации Apple и Samsung.

В этой связи специалисты фирмы System Plus Consulting в своем последнем исследовании уделили особое внимание радиочастотным технологиям и SiP-решениям. Их анализ позволяет получить четкое представление о ведущих полупроводниковых компаниях рынка и провести прямое сравнение между OEM.

Старшие модели SIP по-прежнему находятся на более высокой траектории роста, а постпандемический спрос ускоряет расходы на инфраструктуру во всем мире. Взрыв спроса на SiP во многих сегментах побудил выйти на данный рынок производителей, использующих другие бизнес-модели, – ​интегрированных изготовителей полупроводниковых приборов (IDM), кремниевые заводы и контрактных производителей электронной техники (electronics manufacturing services, EMS). Таким образом, конкуренция для OSAT обострилась. Теперь они развивают возможности поверхностного монтажа и управления цепочкой поставок, что было им чуждо всего несколько лет назад.

В свою очередь, крупнейшие IDM, такие как корпорации Intel и Samsung, продвигают методы гибридного корпусирования и межсоединения этажированных кристаллов, таких как архитектура Foveros (Intel) и архитектура X-cube (Samsung). Работы над межсоединениями кристалла и пластины или межкристальными межсоединениями продолжаются в направлении развития гибридных подходов, что призвано повысить производительность и пропускную способность приборов в ближайшем будущем. Intel также намерена к 2023 г. представить 7-нм приборы архитектуры Co-EMIB для серверов.


Заключение

По прогнозу, объем продаж в 2026 г. и CAGR за прогнозируемый период (2020–2026 гг.) составят соответственно:

SiP на основе FC- и WB-решений – ​17 млрд долл. и 5%;

SiP на основе ED-решений – ​189 млн долл. и 25%;

SiP на основе FO-решений – ​1,6 млрд долл. и 6%.

Технологические тенденции:

платформа FO рассматривается как один из лучших вариантов корпусирования SiP;

подложки для метода перевернутого кристалла (FC) и ИС: отрасли необходима серьезная мотивация для разработки новой технологии обработки подложек, с тем чтобы продолжить масштабирование;

технология встраиваемых кристаллов (применительно к SiP) по-прежнему находится на начальных этапах освоения.

Цепочка поставок:

экосистема SiP в последние пять лет достигла зрелости; большая ее часть сосредоточена среди крупнейших поставщиков OSAT-услуг – ASE, Amkor и JCET (в секторе радиочастотных приборов);

процессы консолидации в ближайшие годы продолжатся;

прибыль фирм Amkor, ASE и JCET в сфере SiP в 2021 г. по сравнению с 2020-м увеличится более чем на 10–20 % [2].


1. System-in-Package Industry: IDMs, OSATs, and Foundries Are Taking the Advantage. i-Micronews, July 20, 2021: https://www.i-micronews.com/system-in-package-industry-idms-osats-and-foundries-are-taking-the-advan

2. System-in-Package Industry: IDMs, OSATs, and Foundries Are Taking the Advantage. Yole Développement, System in Package Update 2021: http://www.yole.fr/System_In_Package_Market_Update_2021.aspx


ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Выпуск 24/25 (6748/6749) от 23 декабря 2021 г. г.
Выпуск 24/25 (6748/6749) от 23 декабря 2021 г. г.