(بلومبرگ) — رئیس جمهور جو بایدن رویکردی دو جانبه برای محدود کردن پیشرفت فناوری پیشرفته چین اتخاذ کرده است و دسترسی پکن به تراشه های پیشرفته را محدود می کند و در عین حال تولید نیمه هادی در ایالات متحده را تقویت می کند.
او در آستانه افزایش فشار بیشتر است و تمرکز خود را به عرصه نوظهوری از رقابت برای برتری تکنولوژیک معطوف می‌کند: فرآیند بسته‌بندی نیمه‌رساناها که به طور فزاینده‌ای به عنوان راهی برای دستیابی به عملکرد بالاتر دیده می‌شود.
تنها ایالات متحده در شناخت پتانسیل بسته بندی به اصطلاح پیشرفته تنها نیست: چین نیز در حال سرمایه گذاری در حوزه ای است که مشمول تحریم نیست، سهم بازار جهانی را تصاحب می کند و دستیابی به پیشرفت آن را در تولید تراشه های پیشرفته محروم می کند. .
جیم مک گرگور، بنیانگذار تحلیلگران فناوری Tirias Research، می گوید: «بسته بندی ستون جدید نوآوری در صنعت نیمه هادی است – این صنعت را به شدت تغییر خواهد داد. برای چین، که هنوز توانایی‌های پیشرفته را ندارد، «قطعاً برای آنها آسان‌تر است که در اینجا بالا بروند»، زیرا توسط دولت ایالات متحده محدود نشده است. او گفت: «بسته بندی می تواند به آنها کمک کند که این شکاف را پر کنند.
تا همین اواخر، کسب و کار بسته بندی نیمه هادی ها – پوشاندن تراشه ها در موادی که هم از آنها محافظت می کند و هم آنها را به دستگاه الکترونیکی که بخشی از آن هستند متصل می کند – در بهترین حالت، یک فکر بعدی برای صنعت بود. بنابراین، عمدتاً به آسیا برون سپاری شد و چین ذینفع اصلی آن بود: طبق گفته شرکت اینتل، امروز، ایالات متحده تنها 3 درصد از ظرفیت بسته بندی جهان را در اختیار دارد.
با این حال ناگهان، بسته‌بندی‌های پیشرفته در همه جا وجود دارد: اینتل به عنوان بخش اصلی استراتژی غول تراشه‌های ایالات متحده برای بازگشت به رقابت، از آن استفاده می‌کند. چین آن را وسیله ای برای ایجاد ظرفیت نیمه هادی داخلی می داند. و اکنون واشنگتن به عنوان بخشی از برنامه های خود برای خودکفایی به آن روی آورده است.
بیش از یک سال پس از اجرایی شدن قانون چیپس و علم، دولت بایدن پس از انتخاب مدیر این مرکز، برنامه‌های 3 میلیارد دلاری برنامه ملی تولید بسته‌بندی پیشرفته را تشریح کرد. لوری لوکاسیو، معاون وزیر بازرگانی آمریکا، گفت: هدف ایجاد چندین تسهیلات بسته‌بندی با حجم بالا تا پایان دهه است – و کاهش اتکا به خطوط تامین آسیایی که خطر امنیتی ایجاد می‌کنند که ایالات متحده «نمی‌تواند بپذیرد».
یک مقام کاخ سفید گفت: رئیس جمهور تضمین رهبری آمریکا در تمام عناصر تولید نیمه هادی را که بسته بندی پیشرفته یکی از هیجان انگیزترین و حیاتی ترین زمینه هاست، در اولویت قرار داده است.
با توجه به اینکه بسته بندی های پیشرفته به سرعت در حال تبدیل شدن به یک جبهه جدید در مناقشه جهانی بر سر تراشه ها هستند، برخی استدلال می کنند که مدت هاست به پایان رسیده است.
جی اوبرنولت، نماینده جمهوری‌خواه کالیفرنیا که یکی از معاونین دو کشور است، گفت: دولت تاکنون بر یارانه‌ها برای بازگرداندن تراشه‌سازی به ایالات متحده تمرکز کرده است، اما «ما نمی‌توانیم بسته‌بندی را نادیده بگیریم، زیرا شما نمی‌توانید یکی را بدون دیگری انجام دهید». -رئیس کمیته هوش مصنوعی کنگره. او افزود: «اگر ما 100 درصد تولید تراشه خود را در خشکی انجام دهیم، اگر بسته بندی هنوز در خارج از ساحل باشد، اهمیتی ندارد.
مونتاژ، آزمایش و بسته‌بندی – که معمولاً با هم به عنوان تولید «پشت‌اند» در نظر گرفته می‌شود – همیشه کم‌مزه‌ترین پایان صنعت نیمه‌رسانا بود، با نوآوری کمتر و ارزش افزوده کمتری نسبت به کسب‌وکار «جلوی» ساخت تراشه‌ها با ویژگی‌های اندازه‌گیری شده در صنعت نیمه‌رسانا. میلیاردم متر با این حال، سطح پیچیدگی به سرعت در حال افزایش است زیرا فناوری‌های جدید تراشه‌ها را قادر می‌سازد تا با هم ترکیب شوند، روی هم چیده شوند و عملکرد آنها در چیزی که مدیران صنعت آن را نقطه عطف می‌نامند، افزایش یابد.
بسته‌بندی پیشرفته نمی‌تواند به چین در رقابت با پیشرفت‌های نیمه‌رسانای پیشرو از ایالات متحده کمک کند، اما به پکن اجازه می‌دهد تا سیستم‌های سریع‌تر و ارزان‌تری را برای محاسبات با دوختن تراشه‌های مختلف به یکدیگر بسازد. در این صورت، چین می‌تواند آخرین فناوری تراشه خود را که گران است و احتمالاً در حجم محدود موجود است، برای مهم‌ترین بخش تراشه ذخیره کند و از فناوری‌های قدیمی‌تر و ارزان‌تر برای ساخت تراشه‌هایی استفاده کند که عملکردهای دیگری مانند مدیریت باتری و کنترل‌های حسگر را انجام دهند. ترکیب کل در یک بسته قدرتمند.
چارلز شوم، تحلیلگر فناوری اطلاعات بلومبرگ، گفت: این یک “راه حل محوری” است. “این فقط سرعت پردازش تراشه را افزایش نمی دهد، بلکه به طور اساسی یکپارچه سازی یکپارچه انواع مختلف تراشه را امکان پذیر می کند.” در نتیجه، او گفت، “قرار است چشم انداز تولید نیمه هادی ها را تغییر دهد.”
پکن مدت‌هاست که اولویت استراتژیک فن‌آوری‌های بسته‌بندی نیمه‌هادی‌ها، از جمله در برنامه ساخته شده در چین توسط رئیس‌جمهور شی جین‌پینگ که در سال 2015 اعلام شد. چین 38 درصد از بازار مونتاژ، آزمایش و بسته‌بندی جهان را در اختیار دارد که بیش از هر کشور دیگری است. انجمن صنایع نیمه هادی. در حالی که این کشور در فناوری پیشرفته از تایوان و ایالات متحده عقب است، تحلیلگران موافقند که برخلاف پردازش ویفر، در موقعیت بسیار بهتری برای رسیدن به عقب است.
چین در حال حاضر دارای بیشترین امکانات پشتیبان از نظر تعداد است، از جمله سومین شرکت بزرگ مونتاژ و آزمایش در جهان، گروه JCET، که از نظر درآمد تنها پس از گروه ASE تایوان و فناوری Amkor در ایالات متحده قرار دارد. علاوه بر این، شرکت‌های چینی در حال ساختن سهم بازار هستند، از جمله از طریق خرید یک مرکز پیشرفته توسط JCET در سنگاپور و ساخت یک کارخانه بسته‌بندی پیشرفته در زادگاهش جیانگ‌ین.
Mathieu Duchatel از اندیشکده Institut Montaigne، کارشناس چینی مستقر در تایوان که ژئوپلیتیک فناوری را مطالعه می‌کند، می‌گوید: «برای چین، یک راه دور زدن محدودیت‌های انتقال فناوری، بسته‌بندی پیشرفته است، زیرا تا کنون فضای امنی است که همه در آن سرمایه‌گذاری می‌کنند.
این امری است که اکنون واشنگتن را تحت تأثیر قرار می دهد زیرا تلاش می کند پکن از دسترسی پکن به انواع فناوری های محاسباتی پیشرفته ای که می تواند برای استفاده نظامی استفاده شود – با موفقیت مشکوک.
زمانی که Huawei Technologies Inc در ماه سپتامبر بی سر و صدا گوشی هوشمند Mate 60 Pro خود را عرضه کرد، شاهین های چینی در واشنگتن این سوال را مطرح کردند که چرا کنترل صادرات ایالات متحده نتوانسته است از پیشرفتی که ظاهراً فراتر از توانایی های پکن است جلوگیری کند.
جینا ریموندو، وزیر بازرگانی، در شهادت در 19 سپتامبر در مجلس از تمرکز دولت بایدن بر ممانعت از دسترسی چین به تراشه‌های پیشرفته و تجهیزات ساخت آنها دفاع کرد. اما او در بسته بندی های پیشرفته آماده شده بود. او گفت که ایالات متحده باید ظرفیت های بسته بندی پیشرفته خود را افزایش دهد، زیرا “چیپس ها می توانند بسیار کوچک شوند، به این معنی که تمام سس ویژه در بسته بندی است.”
یکی از دلایل تمرکز ناگهانی روی آن سس خاص، نیاز آن به نوع نیمه هادی های پرقدرت مورد نیاز برای کاربردهای هوش مصنوعی است. در واقع، کمبود نوع خاصی از بسته‌بندی به نام Chip on Wafer on Substrate یا CoWoS یک گلوگاه کلیدی در تولید تراشه‌های هوش مصنوعی شرکت Nvidia است.
شرکت تولید نیمه هادی تایوان، سازنده تراشه اصلی انویدیا، تابستان امسال 3 میلیارد دلار به یک کارخانه بسته بندی اختصاص داد تا به رفع انسداد کمک کند. مدیر عامل شرکت سی سی وی در تماس با سود سه ماهه سوم شرکت به سرمایه گذاران گفت که شرکت قصد دارد ظرفیت CoWoS را تا پایان سال آینده دو برابر کند.
جون هه، معاون فناوری بسته بندی پیشرفته، در کنفرانسی در تایپه در ماه اکتبر گفت، در حالی که TSMC 12 سال است که روی این فناوری کار می کند، این یک برنامه کاربردی بود که تنها امسال مطرح شد. جون هی گفت: “ما دیوانه وار در حال ایجاد ظرفیت هستیم.”
این فقط TSMC نیست. شرکت Micron در حال راه‌اندازی یک مرکز بک‌اند به ارزش ۲.۷۵ میلیارد دلار در هند است، در حالی که اینتل با ساخت یک کارخانه مونتاژ و آزمایش ۴.۶ میلیارد دلاری در لهستان موافقت کرد و حدود ۷ میلیارد دلار برای بسته‌بندی پیشرفته در مالزی قرار داد. شرکت SK Hynix کره جنوبی سال گذشته اعلام کرد که قصد دارد 15 میلیارد دلار در یک کارخانه بسته بندی در ایالات متحده سرمایه گذاری کند.
پت گلسینگر، مدیر اجرایی اینتل، در مصاحبه ای گفت: اینتل “در حال حاضر فناوری بسیار منحصر به فردی در حوزه بسته بندی دارد.” همه کسانی که امروز کار تراشه‌های هوش مصنوعی را انجام می‌دهند به دنبال این هستند که بگویند، وای، این راهی است که می‌توانم قابلیت‌های تراشه هوش مصنوعی خود را ارتقا دهم.
این امر باعث شده است که برخی از تحلیلگران پیش بینی سودآوری برای شرکت های این حوزه داشته باشند. به گفته مک کینزی، تراشه‌های با کارایی بالا برای مراکز داده، شتاب‌دهنده‌های هوش مصنوعی و لوازم الکترونیکی مصرفی بیشترین تقاضا را برای فناوری‌های بسته‌بندی پیشرفته ایجاد خواهند کرد.
مارک لیپاسیس و ودواتی شروتر، تحلیلگران Jeffries در گزارشی در 14 سپتامبر نوشتند که پیش بینی می شود تعداد تراشه های ارسال شده که از بسته بندی پیشرفته استفاده می کنند در 18 ماه آینده ده برابر شود – اما اگر در گوشی های هوشمند استاندارد شود، این عدد می تواند به 100 برابر افزایش یابد. فناوری به عنوان بخشی از “تغییر تکتونیکی” در صنعت.
دلیلی که Raimondo به آن اشاره می کند این است که ساخت تراشه در برابر محدودیت های فیزیک است.
تراشه ها در طول پنجاه سال گذشته تا حد زیادی از طریق پیشرفت در فناوری تولید بهتر شده اند. این اجزا اکنون حاوی ده ها میلیارد ترانزیستور کوچک هستند که به آنها توانایی ذخیره یا پردازش اطلاعات را می دهد. اما اکنون این مسیر پیشرفت که به نام قانون مور به نام بنیانگذار اینتل نامیده می شود، در برابر موانع اساسی قرار گرفته است که دستیابی به بهبودها را دشوارتر و بسیار پرهزینه تر می کند.
قانون مور – بیشتر یک مشاهده – بیان می کند که تعداد ترانزیستورهای یک تراشه تقریباً هر دو سال دو برابر می شود. از آنجایی که این سرعت پیشرفت کند می شود و شرکت ها «نمی توانند دو برابر ترانزیستور، با نصف هزینه، با دو برابر سرعت کلاک و در سطوح توان پایین تر هر دو سال یکبار تحویل دهند، صنعت شروع به تکیه بیشتر بر تکنیک های بسته بندی پیشرفته کرده است. لیپاسیس و شروتر نوشتند تا شلیك را بردارند.
بسیاری از طراحان و شرکت‌ها به جای اینکه اجزای کوچک‌تری را روی یک تکه سیلیکون بچسبانند، از مزایای یک رویکرد مدولار، یعنی ساختن محصولات از چندین «چیپلت» که در یک بسته محکم به هم بسته‌بندی شده‌اند، تبلیغ می‌کنند.
این توضیح می‌دهد که چرا متخصص هلندی BE Semiconductor Industries NV که ابزارهای مورد استفاده برای بسته‌های تراشه را می‌سازد، در ۱۲ ماه گذشته ارزش خود را دو برابر کرده و به ۹.۸ میلیارد دلار رسانده است و علیرغم رکود در صنعت تراشه در صنعت تراشه، دو برابر از شاخص نیمه‌رسانای فیلادلفیا پیشی گرفته است. نیمه دوم سال جاری
این رقم هنوز با توجه به نوع مبالغی که در تولید فرانت‌اند انجام می‌شود کم‌کم است – شرکت هلندی همکار ASML NV، که تقریباً انحصار ماشین‌های مورد نیاز برای تولید نیمه‌رساناهای پیشرفته را در اختیار دارد، ارزش بازاری نزدیک به 250 میلیارد دلار دارد. کارخانه ساخت تراشه های پیشرفته اینتل در شهر ماگدبورگ در شرق آلمان دارای قیمت 30 میلیارد دلار یا بیش از چهار برابر تعهد مالزی است.
با این حال، بین ماگدبورگ، یک سایت جدید در ایرلند، و کارخانه لهستانی آن با ظرفیت بسته بندی پیشرفته، “لهستان در واقع می تواند مهم ترین باشد.”
شرکت های چینی نیز در حال انباشته شدن در فضا هستند. به گفته محققین مستقر در برلین یان پیتر کلینهانس و جان لی، آنها شامل Semiconductor Manufacturing International Corp. – بزرگترین سازنده تراشه چین، که تراشه 7 نانومتری میت 60 پرو را تولید کرد – به همراه VeriSilicon و Huawei رهبر IP هستند.
Kleinhans و Lee به ترتیب از اندیشکده Stiftung Neue Verantwortung و مشاوره East West Futures در گزارشی در دسامبر نوشتند که این شرکت‌ها «پتانسیل را در استفاده از فرآیندهای بسته‌بندی پیشرفته برای دستیابی به دستاوردهای عملکردی بدون تکیه بر فرآیندهای پیشرفته خارجی می‌بینند». .
وزارت بازرگانی ایالات متحده تصمیم خود را مبنی بر تمرکز بر تولید فرانت اند با این دلیل توجیه می کند که تحریم خدمات مونتاژ، آزمایش و بسته بندی (APT) بدون کاهش خطرات امنیت ملی، زنجیره تامین را مختل می کند. مؤسسه ملی استاندارد و فناوری تجارت در ماه سپتامبر گفت که خدمات APT چین “اکنون نقشی حیاتی و ضروری در زنجیره تامین جهانی ایفا می کند” و “به راحتی نمی توان آنها را جایگزین کرد.”
طعنه آمیز این است که فریب دادن شرکت هایی مانند TSMC و Samsung Electronics برای ساخت کارخانه های پیشرفته تولید تراشه در آریزونا و تگزاس، اعتماد به نفس را تضمین نمی کند، زیرا کمبود فعلی ظرفیت به این معنی است که ویفرهای پیشرفته ای که این کارخانه ها تولید می کنند نیاز دارند. به آسیا ارسال می شود تا بسته بندی شود – به احتمال زیاد در تایوان.
برای جک هرگنروتر، معاون توسعه سیستم‌های سازمانی جهانی آی‌بی‌ام، بسته‌بندی پیشرفته از نظر بودجه نسبتاً نادیده گرفته شده است. او می خواهد این تخصیص دو برابر شود تا به افزایش ظرفیت بسته بندی ایالات متحده به 10 تا 15 درصد کل جهانی کمک کند و در حالت ایده آل برای تضمین زنجیره تأمین ایمن، 25 درصد در یک دهه مصرف شود. او گفت: «داشتن هاب در آمریکای شمالی برای بسته بندی پیشرفته بسیار مهم است.