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先進封裝技術的市場空間和競爭格局介紹

合明科技 ?? 2456 Tags:3D堆疊先進芯片封裝清洗扇出型封裝

先進封裝是超越摩爾定律方向中一條重要賽道,它能提供更好的兼容性和更高的連接密度,使得系統集成度的提高不再局限于同一顆芯片。具體來看,先進封裝的優勢在于1)優化連接方式,實現更高密度的集成;2)更容易地實現異構集成,即在同一個封裝內集成不同材料、線寬的半導體芯片和器件,從而充分利用不同種類芯片的性能優勢以及成熟制程的成本優勢。

1、市場空間(倒裝市場最大,3D堆疊規模增速快)

隨著全球數字化普及,芯片總數量的增加使得封裝行業總體價值量增厚,消費電子、汽車及工業領域對數據傳輸速度和總量要求有較大提升,先進封裝需求提升。據Yole Development測算,2020年全球先進封裝市場規模已達300億美元,預計2026年可達475億美元,CAGR為8%,2026年先進封裝將超過封裝總市場規模的50%。具體來看,2020年倒裝、3D堆疊、扇出型封裝市場規模分別為247/20/12億美元,各占約80%/6%/5%,Yole預計到2026年細分市場規模分別達340/66/30億美元,其中,3D堆疊、扇出型市場規模增速最高,2020-2026年CAGR分別達22%/16%。

3D堆疊:3D堆疊有效解決了性能與功耗的取舍問題,可以實現大帶寬、低功耗傳輸,因此廣泛應用于人工智能、機器學習、高性能計算、數據中心、CIS和3D NAND領域中。

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扇出型封裝:可以為芯片提供了更多I/O接口,因此能滿足更多數據連接通道。在數字化、智能化程度的驅動下,扇出型封裝能夠滿足移動和消費領域快速增長的數據傳輸需求。同樣地,扇出型封裝亦能滿足汽車智能駕駛算力提升對數據傳輸提出的需求。


2、競爭格局


前后道頭部廠家紛紛搶灘,先進封裝成必爭之地:先進封裝推動前后道工藝相互滲透融合分化出“中道”概念,也預示了行業新模式的可能:具有較高技術壁壘和技術積累的廠商會向上下游工序延伸。先進封裝市場需求較大,頭部廠商憑借各自優勢入局,成為先進封裝行業的主力軍。

中國封測頭部廠家通過自主研發和兼并收購,已基本形成先進封裝的產業化能力,并在關鍵技術上(如Bumping、Flip-Chip、TSV和2.5D/3D堆疊技術等)實現了與國際領先企業對標的能力,繼續提升BGA、PGA、WLP和SiP等先進封裝形式的產能規模。


3、相關機會


(1)封測廠商(國內龍頭實現技術覆蓋,毛利率低,今年供需改變)

2、半導體全產業鏈都將受益于先進封裝帶來的技術革新(eda工具延伸,IP廠商提供chiplet芯片芯原股份,設備材料國產化率低)

制造端:先進封裝使封裝的定義得以延伸,前道工序的采用也使得先進封裝技術壁壘不斷提升,在后道工序中的作用愈發重要。先進封裝已成為封測代工行業繼續立足的必爭之地。此輪技術革新由頭部廠家帶動,頭部封測代工廠商與IDM、晶圓廠主導的寡頭局面或成行業新格局,率先布局先進封裝才有資格參與下一步的份額競爭,其先入優勢有望在產能提升后進一步放大。

設計端:傳統形式中相對獨立的芯片設計與封裝設計之間聯系愈發緊密,先進封裝使得EDA工具應用向系統設計延伸。SiP、Chiplet、3D-IC等封裝形式建立了一個多芯片、元器件環境,芯片設計師需要在一開始就考慮到整個系統層級的設計和優化,也需要一套能夠使整個團隊都能參與設計的EDA工具平臺。IP廠商也將充分受益于硅片級別IP復用—Chiplet(芯粒)帶來的新商機。

設備端、材料端:1)目前,國內前道設備制造商已進入頭部客戶的產線并已形成較強競爭力。然而,封測產業雖然是我國半導體產業鏈中最成熟的環節,但后道封裝和測試設備的國產化率仍然較低,仍需關注后道封裝測試設備的國產化進程。2)此外,中道工藝對光刻膠、CMP相關材料的需求也在不斷上升。雖然先進封裝對引線框架和鍵合絲線的需求較小,但長期來看,如QFN、TO等傳統封裝形式發展至今規模化生產水平已較高,仍具備成本優勢,市場規模有望維持穩定增長。

先進芯片封裝清洗:

合明科技研發的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

水基清洗的工藝和設備配置選擇對清洗精密器件尤其重要,一旦選定,就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種,可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環境中的濕氣,通電后發生電化學遷移,形成樹枝狀結構體,造成低電阻通路,破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層,在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物,還有粒狀污染物,例如焊料球、焊料槽內的浮點、灰塵、塵埃等,這些污染物會導致焊點質量降低、焊接時焊點拉尖、產生氣孔、短路等等多種不良現象。

這么多污染物,到底哪些才是最備受關注的呢?助焊劑或錫膏普遍應用于回流焊和波峰焊工藝中,它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分,焊后必然存在熱改性生成物,這些物質在所有污染物中的占據主導,從產品失效情況來而言,焊后殘余物是影響產品質量最主要的影響因素,離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降,松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質引發接觸電阻增大,嚴重者導致開路失效,因此焊后必須進行嚴格的清洗,才能保障電路板的質量。

合明科技運用自身原創的產品技術,滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術要求,打破國外廠商在行業中的壟斷地位,為芯片封裝材料全面國產自主提供強有力的支持。

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