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Nell'epoca attuale dell'aumento della digitalizzazione, l'industria dei semiconduttori, in quanto forza trainante dello sviluppo tecnologico, continua a dimostrare una sorprendente vitalità e un potere trasformativo. L'imballaggio e i test CHIP, come collegamento back-end cruciale nella catena del settore dei semiconduttori, si trova ora di fronte a una serie di richieste emergenti innescate dalle scoperte nelle tecnologie all'avanguardia e all'emergere di nuovi scenari di applicazione, che delinea un grande progetto pieno di opportunità per lo sviluppo del settore.

 

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Con il rapido sviluppo di campi di calcolo ad alte prestazioni come intelligenza artificiale, analisi dei big data e cloud computing, i requisiti per le prestazioni dei chip hanno superato a lungo i confini tradizionali. Per soddisfare la crescente domanda di potenza di calcolo, la tecnologia dell'imballaggio CHIP sta avanzando verso direzioni più avanzate e complesse.

Da un lato, la tecnologia di imballaggio 2,5D/3D è diventata al centro del settore. Impilando verticalmente più chip o chip con altri componenti, riduce significativamente il percorso di trasmissione del segnale, riduce la latenza e aumenta notevolmente la velocità di trasmissione dei dati. Prendi i chip di intelligenza artificiale come esempio. I giganti del settore come Nvidia adottano ampiamente la tecnologia di imballaggio 3D nei loro prodotti di fascia alta, integrando strettamente i chip di memoria con chip di calcolo per ottenere l'interazione dati ad alta velocità tra memoria e processori, con conseguente aumento esponenziale dell'efficienza di esecuzione degli algoritmi di apprendimento profondo. Questa tecnologia non solo soddisfa la domanda di una rapida lettura e scrittura di dati enormi durante la formazione dell'IA, ma in futuro pone una solida base per scenari di applicazione intelligenti più complessi.

D'altra parte, anche System-in Package (SIP) è in continua evoluzione. SIP può integrare più chip con diverse funzioni, come microprocessori, chip RF, sensori, ecc., In un singolo pacchetto per formare un sistema in miniatura completo. Nel campo degli smartphone 5G, l'applicazione di SIP consente agli smartphone di ottenere l'integrazione multifunzione in uno spazio compatto. Ad esempio, i chip della serie A nei telefoni Apple utilizzano l'imballaggio SIP per integrare numerosi componenti chiave come CPU, GPU e chip in banda di base. Ciò non solo riduce l'area della scheda madre, ma migliora anche le prestazioni complessive e ottimizza la gestione dell'alimentazione, offrendo agli utenti un'esperienza eccezionale. Questa tendenza spinge l'imballaggio e testare le imprese per aumentare gli investimenti di ricerca e sviluppo e migliorare la loro capacità di ottenere integrazione ad alta precisione e ad alta affidabilità in un piccolo spazio.

2. L'ascesa delle applicazioni IoT dà origine a forme di imballaggio diversificate

Lo sviluppo vigoroso di Internet of Things (IoT) ha permesso a miliardi di dispositivi di essere connessi alla rete. Questi dispositivi sono disponibili in varie forme e dimensioni e hanno diverse funzioni, che vanno dai micro-sensori ai grandi gateway industriali, dai dispositivi indossabili agli hub domestici intelligenti. Ciò ha creato richieste senza precedenti per l'imballaggio chip diversificato.

Per dispositivi terminali IoT a bassa potenza di piccole dimensioni come bracciali intelligenti e tag wireless, la tecnologia WLP a livello di wafer (WLP) ha brillato. WLP confeziona direttamente i chip sul wafer senza la necessità di tagliarli e confezionarli separatamente, riducendo significativamente le dimensioni dell'imballaggio e abbassando i costi. Allo stesso tempo, a causa della riduzione della capacità parassita e dell'induttanza nel processo di imballaggio, il consumo energetico dei chip viene ulteriormente ridotto e la durata della batteria è significativamente migliorata. Ad esempio, NXP Semiconductors ha lanciato una serie di chip di potenza ultra-bassa per il mercato IoT, che adottano la tecnologia WLP, consentendo a numerosi dispositivi Micro IoT di operare stabilmente per lunghi periodi, soddisfacendo le urgenti richieste di applicazioni come il monitoraggio ambientale e il monitoraggio sanitario per piccoli chip ad alta efficienza energetica.

Per alcuni dispositivi IoT che devono operare in ambienti difficili, come sensori industriali e componenti elettronici automobilistici, le forme di imballaggio con elevata affidabilità e una forte protezione sono diventate cruciali. L'imballaggio in ceramica si distingue per la sua eccellente resistenza ad alta temperatura, resistenza alla corrosione e alte prestazioni dell'isolamento. Nei sistemi di controllo del motore automobilistico, i chip confezionati in ceramica possono funzionare stabilmente in ambienti duri ad alta temperatura e ad alta vibrazione, monitorando e controllando accuratamente i parametri di funzionamento del motore, garantendo la sicurezza e il funzionamento efficiente dei veicoli. Inoltre, in risposta alle sfide della resistenza all'acqua, della resistenza alla polvere e della resistenza UV affrontata dai dispositivi IoT esterni, i nuovi materiali e processi di incapsulamento sono costantemente emergenti, fornendo protezione completa per i chip e garantendo il funzionamento affidabile dei dispositivi IoT in vari ambienti complessi.

3. Trasformazione elettronica automobilistica Reshapes Packaging and Test Standards

L'industria automobilistica sta subendo profonde trasformazioni in elettrificazione, intelligenza e connettività, rendendo i sistemi elettronici automobilistici un nuovo palo di crescita negli standard del settore dell'imballaggio e dei test e del rimodellamento del chip.

Nel settore del veicolo elettrico (EV), i componenti di base come i sistemi di gestione delle batterie (BMS) e i sistemi di controllo dell'unità motore hanno requisiti estremamente elevati per l'affidabilità e la sicurezza dei chip. L'imballaggio CHIP non deve solo avere eccellenti prestazioni di dissipazione del calore per gestire la grande quantità di calore generato durante il funzionamento ad alta potenza, ma deve anche superare le rigide certificazioni degli standard del settore automobilistico, come AEC-Q100. Ad esempio, i chip dedicati di Infineon per i BMS adottano speciali progetti di imballaggi di dissipazione di calore per garantire un funzionamento stabile in ambienti ad alta temperatura e hanno subito test multipli di affidabilità, fornendo una solida garanzia per la sicurezza e la gestione efficiente delle batterie EV.

Con il graduale aggiornamento della tecnologia di guida autonoma, dalla guida assistita alla guida autonoma avanzata e persino alla guida autonoma piena, sono state poste richieste più elevate sulla potenza di calcolo, le capacità di risposta in tempo reale e la tolleranza ai guasti dei chip di bordo. Ciò ha guidato l'imballaggio di chip verso una maggiore integrazione e una minore latenza, mentre il processo di imballaggio e test deve incorporare procedure di test di sicurezza più funzionali. Ad esempio, Tesla ha incorporato test di iniezione di guasti complessi negli imballaggi e nel test dei suoi chip di guida autonomi, simulando vari possibili scenari di fallimento hardware per verificare se i chip possono garantire il funzionamento sicuro dei veicoli in condizioni estreme, aprendo la strada per l'applicazione commerciale su larga scala di veicoli di guida autonomi.

4. I concetti di protezione verde e ambientale guidano l'innovazione dei materiali di imballaggio

Sotto lo sfondo globale di sostegno allo sviluppo sostenibile, l'industria degli imballaggi e dei test CHIP ha anche risposto attivamente al concetto di protezione verde e ambientale, avviando un percorso di innovazione a partire da materiali di imballaggio.

I materiali tradizionali di imballaggio con chip, come alcuni saldature a base di piombo, contengono sostanze dannose e possono causare inquinamento ambientale durante la produzione, l'uso e lo smaltimento. Al giorno d'oggi, i saldature senza piombo sono diventati il mainstream del settore, con saldati senza piombo in serie (SAC) di stagno-Silver-Copper ampiamente utilizzati nell'imballaggio CHIP. Garantiscono la qualità della saldatura riducendo al contempo il rischio di inquinamento da piombo.

 

Inoltre, stanno emergendo anche materiali degradabili a base biologica nel campo dell'imballaggio. Alcuni team di ricerca stanno esplorando l'uso di biomateriali naturali come cellulosa e amido per preparare gusci di imballaggio chip o materiali tamponi. Questi materiali possono decomporsi gradualmente nell'ambiente naturale dopo che il chip ha raggiunto la sua durata di servizio, riducendo l'inquinamento a lungo termine dei rifiuti elettronici a fonti di suolo e acqua. Sebbene i materiali a base biologica affrontino ancora sfide in termini di stabilità dei costi e delle prestazioni al momento, con progressi tecnologici continui, si prevede che svolgano un ruolo maggiore negli imballaggi Future CHIP e contribuiscono allo sviluppo verde e sostenibile del settore dei semiconduttori.

In conclusione, l'industria dell'imballaggio e dei test chip è in prima linea nel cambiamento. Di fronte alle richieste emergenti da calcolatura ad alte prestazioni, Internet delle cose, elettronica automobilistica e protezione ambientale verde, solo innovando costantemente, sfondando i colli di bottiglia tecnici, ottimizzando i processi e le procedure e rafforzando le opportunità di manutenzione del tutto il settore inietta mondo tecnologico.