부족, 가격 압력, 투자 증가 및 포장 옵션은 OSAT에 흥미로운 한해입니다.
IC 패키징 시장은 올해 변화가 계속되는 가운데 꾸준히 성장할 것으로 예상된다.
타사 패키징 및 테스트 서비스를 제공하는 아웃소싱 반도체 조립 및 테스트 (OSAT) 산업은 당분간 통합되었습니다. 따라서 판매량이 증가하는 동안 기업 수는 감소하고 있습니다. 예를 들어, 2017 년 말 세계에서 가장 큰 OSAT 인 Advanced Semiconductor Engineering (ASE)은 4 번째로 큰 OSAT 인 Siliconware Precision Industries (SPIL) 인수에 한 발 다가 섰습니다. 또한 앰코 (Amkor), JCET 및 기타 OSAT는 최근 인수를 실시했습니다.
이는 2017 년에 견실 한 해가 되는 나머지 OSAT에 좋은 징조입니다. IC 패키징에 대한 전반적인 전망은 반도체 업계의 수요 전망과 관련이 있습니다. VLSI Research에 따르면 IC 산업은 2017 년 대비 7.8 % 증가한 2018 년에 3,769 억 달러에이를 것으로 예상된다.
그 성장은 적어도 앞으로 몇 달 동안 다소 완화 될 것입니다. 칩에 대한 수요가 증가함에 따라 제조 능력, 다양한 패키지 유형, 리드 프레임 및 장비의 선택 부족이 발생했습니다. 그럼에도 불구하고, OSAT는 상대적으로 낙관적 인 전망이다.
STATS ChipPAC의 전세계 제품 기술 마케팅 담당 부사장 인 Scott Sikorski는 "우리는 2018 년경에 조심스럽게 낙관하고 있습니다. "OSAT 수익은 IC 매출, 특히 IC 로직과 관련이있는 경향이 있습니다. 여기서 볼 수있는 것은 2018 년에 대한 한자리수 높은 예측 유형입니다. 물론 메모리는 2017 년과 크게 다를 수 있습니다. 그런데도 OSAT는 비슷한 종류의 2018을 가져야합니다. 높은 한 자릿수 범위. "
-->삼전 하닉 마이크론은 자체 패키징이 강해서 그런가...
CLSA의 분석가 인 Sebastian Hou에 따르면 예비 예측에서 OSAT 산업은 2016 년의 2017 년 매출에서 10 %에서 12 %로 증가 할 것으로 예상됩니다. 그러나 2018 년에는 OSAT 시장이 5 ~ 7 % 가량 냉각되고 성장할 것으로 예상됩니다.
지난 수년간 OSAT는 2018 년에 몇 가지 문제에 직면 해 있습니다. 첫째, 업계에서 지속적으로 요구되는 사항을 따라야합니다. 둘째, 새롭고 진보 된 패키지를 계속 개발해야합니다. 많은 IC 제조업체들은 비용 때문에 기존의 최첨단 SoC (system-on-a-chip) 설계에서 대안을 찾고 있습니다. 스케일링의 이점을 얻는 한 가지 방법은 다중 패키지를 고급 패키지에 넣는 것인데, 이는 저렴한 비용으로 SoC와 같은 기능을 제공 할 수 있습니다.
그러나 최첨단 SoC뿐만 아니라 이러한 고급 패키지 유형을 개발하는 것은 각 노드에서 더욱 까다로워지고 있습니다. 투자 수익 (ROI)이 불분명하기는하지만 엄청난 투자가 필요합니다. "시스템이 보급됨에 따라 패키징 요구 사항, SoC 요구 사항 및 SiP (시스템 인 패키징) 요구 사항이 진화되어야한다"고 ASE의 최고 운영 책임자 인 Tien Wu는 최근 발표했다. "(이 기술들은) 저렴하고, 작고, 신뢰성이 높으며 전력 소비가 적어야합니다. 이것들은 생태계 전체와 공동체가 직면 한 도전들입니다. "
변화하는 풍경
Yole Développement에 따르면 모든 패키지 유형을 고려한 IC 패키징 시장은 2016 년에서 2022 년까지 3.5 % 증가한 2016 년 546 억 달러 규모의 비즈니스였습니다.
고급 포장재는 전체 시장보다 빠르게 성장하고 있습니다. Yole의 애널리스트 Jérôme Azémar는 "첨단 패키징에만 집중한다면 2016 년에는 225 억 달러 규모의 비즈니스를 운영하고 2016 년부터 2022 년까지 연평균 7 %의 성장률을 보일 것"이라고 말했다.
KeyBanc Capital Markets 프로젝트에 따르면 KeyBanc에 따르면 OSAT에 대한 자본 지출은 2017 년에 2 억 6 천 8 백만 달러에 달할 것이며 2016 년에는 2 % 감소 할 것으로 예상됩니다. 2018 년에 KeyBanc에 따르면 OSAT에 대한 자본 지출은 4 억 5 천 2 백만 달러에이를 것으로 예상됩니다.
TeleEx의 일부인 TEL NEXX의 전략 사업 개발 이사 인 크리스티나 추 (Cristina Chu)에 따르면 "CapEx는 2017 년부터 2018 년까지 안정적 일 것입니다. Chu는 2.5D, 팬 아웃 (fan-out) 및 SiP와 같은 첨단 패키징은 "패키징 장비 시장을 주도 할 것"이라고 말했다.
다른 사람들은 동의했다. KLA-Tencor의 마케팅 담당 수석 이사 인 Stephen Hiebert는 "이 분야에서 팬 아트 WLP (wafer-level packaging) 및 2.5D와 같은 첨단 패키징을위한 기술 및 용량에 대한 OSAT 투자는 계속 진행되고 있습니다. "또한 우리는 중국 프런트 엔드 팹 프로젝트와 일치하는 고급 패키징 역량으로 중국에 강력한 OSAT 투자를보고 있습니다."
또한 IC 패키징은 더 이상 하나의 시장에 의해 주도되지 않습니다. "지난 수년간과 같이 모바일 분야에만 집중하기보다는 포장 장비 사업이 5G, AI, IoT, 자동차 및 VR / AR과 같은 다양한 분야로 움직일 것으로 기대합니다."라고 Hiebert는 말했습니다.
다른 드라이버가 있습니다. "자동차는 자동차의 전동과 자율 주행을 향한 움직임으로 인해 흥미 롭습니다. 기계 학습에는 많은 패키징 문제가 있습니다. 그것은 매우 I / O 및 계산 집약적 인 경향이 있습니다. "STATS ChipPAC의 Sikorski는 말했습니다. "가장 큰 놀라움과 가장 상업적인 결과를 얻은 것은 cryptocurrency 마이닝입니다. 파운드리 및 패키징 분야에서 엄청난 활동을 일으켰습니다. "
--> 코인시장이 시스템반도체 그리고 패키징 까지 영향을 주고 있네요
Bitcoin 및 기타 암호화 통화가 거래되고 거래가 블록 체인이라는 보안 원장에 기록됩니다. 그런 다음 광부라고하는 타사가 해싱 알고리즘을 실행하는 특수 컴퓨터 랙을 사용하여 트랜잭션을 확인합니다. 각 시스템은 100 ~ 250 개의 ASIC을 통합합니다.
시장 운전자 외에도 포장 고객은 변화하는 OSAT 환경을주의 깊게 관찰해야합니다. 이전과 마찬가지로 칩 패키지 및 테스트 서비스 (OSAT, 파운드리 및 통합 장치 제조업체 (IDM))를 제공하는 세 가지 유형의 엔티티가 있습니다.
OSAT는 가맹점 공급 업체입니다. 마지막으로 시장에는 100 개가 넘는 다양한 OSAT가 있습니다. 몇몇 OSAT는 크지 만 대부분이 중소 규모의 플레이어입니다.
일반적으로 IDM은 자체 IC 제품 패키지를 개발합니다. Intel, Samsung 및 TSMC와 같은 일부 파운드리는 턴키 칩 패키징 및 테스트 서비스를 고객에게 제공합니다. 대부분의 파운드리는 고객을위한 칩 패키지를 개발하지 않습니다. 대신, 그들은 포장 요구 사항을 OSAT에 넘긴다.
그럼에도 불구하고 포장은 힘든 사업입니다. 고객은 OSAT가 포장 가격을 매년 2 ~ 5 % 인하하기를 원합니다. 동시에 OSAT는 연구 개발 비용과 자본 지출의 급격한 증가를 다루고 있습니다. 한때 OSAT는 수백만 달러의 제조 라인을 구축 할 수있었습니다. 오늘날 첨단 패키징을위한 새로운 제조 라인을 구축하는 데 1 억 ~ 2 억 달러가 소요됩니다. 이를 위해 OSAT는 새롭고 값 비싼 장비를 사야 만합니다.
OSATs는 새로운 공장에 투자하고 있습니다. 그러나 일반적으로 그들은 낮은 마진으로 작업하기 때문에 모든 기술에 투자 할 수있는 주머니가 없습니다. 따라서 OSAT는 반환을 위해 R & D 달러를 신중하게 사용해야합니다. Lam Research의 첨단 패키징 담당 부사장 인 Choon Lee는 "새로운 고급 패키징 솔루션으로의 전환은 CapEx 증가의 필요성을 부추겼다.
반대로 인텔, 삼성, TSMC와 같은 주머니들은 IC 패키징에 수십억 달러를 투자하고있다. 일반적으로 파운드리는 고급 패키지를 개발하고 제공하며 OSAT와 경쟁하게됩니다.
오라클의 몇몇 OSAT만이 진보 된 패키징에 필요한 투자를 할 여력이 있습니다. 실제로 많은 OSAT는 모든 패키지 유형에 필요한 투자를 따라 가기 위해 고심하고 있습니다.
이것은 공급망에서 우려의 원인이되고 있습니다. "웨이퍼 기판 공급 업체 및 심지어 OSAT와 같은 기반 반도체 공급 업체는 실제로 정기적으로 투자를 계속하지 않았습니다. UMC의 월터 응 (Walter Ng) 미국 판매 담당 부사장은 "수요가 꾸준히 늘어남에 따라 이러한 약한 연결 고리가 업그레이드와 확장을위한 지원과 투자를 필요로 할 것"이라고 말했다. "그러나 수요가 많은 경우 공급을 앞 지르기는했지만 가격에 대한 압박은 계속되고있다. 가까운 미래에 어떤 시점에서 투자가 이루어져야 할 고비용의 새로운 균형으로 움직일 것입니다. "
OSATs 외에도 Ng는 실리콘 웨이퍼 공급 업체를 언급하고 있습니다. 수년간의 공급 과잉 이후, 실리콘 웨이퍼 벤더들은 강한 수요를보고 있습니다. 그러나 공급 업체는 새로운 공장에 투자하지 않았으며 많은 업체들이 가격을 인상했습니다.
IC 패키징 공급망의 문제를 해결하기 위해 많은 대규모 OSAT가 R & D와 자원을 결합하기 위해 통합되고 있습니다. 다음은 최근 몇 차례의 대규모 인수입니다.
2015 년 중국의 최대 OSAT 인 장쑤 장강 전자 기술 (JCET)이 싱가포르의 STATS ChipPAC을 인수했습니다.
앰코 (Amkor)는 2016 년 일본 최대 OSAT 인 J- 디바이스 (J-Devices)의 지분을 65.7 %에서 100 %로 늘렸다. 그런 다음 2017 년에 Amkor는 팬 아웃 패키징 전문 업체 인 Nanium을 인수했습니다.
2017 년 말 ASE와 SPIL은 두 회사 간의 합병 제안에 대한 모든 반독점 승인을 받았습니다. 이번 거래는 2018 년에 완료 될 예정이다.
통합에도 불구하고 아직 수십 개의 중소 규모의 OSAT가 있습니다. 그러나 여전히 그들을위한 공간이 있습니까?
"그렇습니다. 물론 풍경은 끊임없이 변화하고 도전적입니다. 고객 기반이 통합됨에 따라 아웃소싱 파이를 분리하는 것이 점점 더 어려워지고 있습니다. "라고 말하면서 말레이시아의 OSAT Unisem의 북미 담당 Gil Chiu 부사장은 말했습니다. "중소 규모의 OSAT가 더 잘 지원하는 시장 부문이 있습니다. 모든 사람들이 메가 -OSAT를 (참여할) 규모가있는 것은 아닙니다. "
고급 포장으로 돌진하십시오.
OSAT 환경 외에 IC 패키지 자체도 다소 혼란 스럽습니다. 고객은 2.5D / 3D, BGA, 팬 인, 팬 아웃, 리드 프레임, SiP 및 기타 여러 패키지 중에서 선택할 수 있습니다.
패키징 시장을 분할하는 한 가지 방법은 와이어 본드, 플립 칩, WLP (Wafer-Level Packaging) 및 TSV (Through-Silicon Via)와 같은 기술을 포함하는 상호 연결 유형입니다.
현재 TechSearch International에 따르면 75 % ~ 80 %의 모든 IC 패키지는 와이어 본딩 (wire bonding)이라는 오래된 인터커넥트 방식을 사용하고있다.
1950 년대에 개발 된 와이어 본더는 하나의 칩을 다른 칩이나 기판에 꿰매 붙이는 하이테크 재봉틀과 비슷합니다. 와이어 본딩은 주로 저비용 레거시 패키지, 미드 레인지 패키지 및 메모리 다이 스태킹에 사용되었습니다.
와이어 본드 (wirebond) 패키징은 연간 130 억 달러에서 150 억 달러의 매출을 창출하는 큰 사업이다. 그러나 와이어 본드는 성숙한 시장으로, 2014 년에서 2019 년까지 2.4 %의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다.
이것이 바로 OSAT가 빠르게 성장하는 첨단 패키징 시장으로 돌입하는 이유입니다. 고급 패키징의 주요 아이디어는 주어진 기능을 달성하기 위해 여러 개의 다이를 동일한 패키지에 통합하는 것입니다. 같은 패키지에 여러 개의 다이를 통합하는 것은 멀티 다이 또는 이종 통합이라고하는 일반적인 카테고리에 속합니다.
이를 위해 몇 가지 패키징 옵션이 있습니다. 그러나 일반적으로 모든 요구 사항을 제공 할 수있는 단일 패키지 유형은 없습니다. 이전과 마찬가지로 고객은 애플리케이션, I / O 카운트, 폼 팩터 및 비용과 같은 여러 요소를 기반으로 IC 패키지 유형을 선택합니다.
KLA-Tencor의 Hiebert는 "다른 최종 사용자 응용 프로그램에 다른 고급 패키징 기술이 채택 될 것으로 기대합니다. "하나의 플랫폼이 모든 반도체 성장 시장에서 광범위하게 지배 할만큼 충분한 차원에서 뛰어나다 고보기는 어렵습니다."
한편 하이 엔드에서는 OSAT가 2.5D / 3D 기술을 제공합니다.이 기술은 장치의 대역폭을 향상시키는 다이 스태킹 기술입니다. 2.5D / 3D에서 TSV는 다이 또는 별도의 인터 포저 다이를 통과합니다. Yole에 따르면 총 2.5D / 3D TSV 시장은 2016 년에서 2022 년까지 28 % 성장할 것으로 예상됩니다.
GlobalFoundries의 CTO 인 게리 패튼 (Gary Patton)은 "(2.5D / 3D) "지난 14nm에서 우리의 ASIC 디자인이 승리했다면, 그 중 약 40 %가 단순한 웨이퍼 이상이었습니다. 2.5D 및 3D와 같은 고급 패키징을 포함하고 있습니다. "
하지만 2.5D / 3D 기술은 비교적 비싸서 시장을 하이 엔드 애플리케이션으로 제한합니다. 앰코 (Amkor) Ron Huemoeller 연구 개발 부사장은 "2.5D는 HPC (고성능 컴퓨팅) 및 특정 분야의 자동차 분야의 성장세가 계속 될 것"이라고 말했다. "그래픽은 여전히
주요한 드라이버이지만, 멀티 로직 구성은 AI 시장을 해결하기 위해 2.5D 패키지 구조가 필요합니다."
다른 사람들은 2.5D / 3D 대안을 개발 중입니다. 예를 들어 인텔은 EMIB (Embedded Multi-Die Interconnect Bridge)라고 불리는 실리콘 브리지 기술을 선전하고 있습니다. EMIB에서, 다이는 나란히 배치되고 작은 실리콘 조각을 사용하여 연결됩니다.
SiP가 또 다른 옵션입니다. 일반적으로 SiP는 일련의 다중 다이 및 수동 부품을 결합하여 독립형 기능을 생성합니다.
각 기술에는 그 자리가 있습니다. "많은 OSAT가 현재 SiP에 투자하고 있습니다."라고 NEXX의 Chu는 말했습니다. "EMIB는 2018 년에 확실히 시장에 나올 것입니다. FPGA와 같은 틈새 시장 어플리케이션을 위해 적은 양으로 발생하지만 올해 2.5D가 점점 더 개발 될 것입니다."
팬 아웃 매니아
한편, 가장 인기있는 시장 인 WLP는 여전히 웨이퍼 위에 IC를 패키징하는 것을 포함합니다. WLP는 CSP (Chip-Scale Packaging)와 팬 아웃 (fan-out)의 두 가지 패키지 유형을 포함합니다.
CSP는 I / O가 패키지의 솔더 볼 위에 위치하는 팬 인 (fan-in) 기술입니다. STATS ChipPAC의 Sikorski는 "Fan-in은 소형 포맷으로 인해 인기가 높습니다. "그 뿌리는 스마트 폰 시장에 있습니다. 그것은 계속 주요 드라이버가됩니다. 그러나 공간 제약이있는 IoT 애플리케이션 및 웨어러블에서는 팬 인 (fan-in)의 사용량이 증가 할 것입니다. "
팬 아웃은 시장에서 가장 큰 인기를 얻고 있습니다. 팬 아웃 (fan-out)에서는 패키지에서 인터커넥트가 잘려나 더 많은 I / O가 가능합니다. 팬 아웃에는 인터 포저가 없어 2.5D보다 저렴합니다. 최근 프레젠테이션을 통해 ASE 엔지니어링 담당 수석 이사 인 존 헌트 (John Hunt)는 "모바일 애플리케이션의 주행 (팬 아웃)은 무엇인가?"라고 말했다.
Yole에 따르면 팬 아웃 시장은 2014 년 244 백만 달러에서 2021 년 25 억 달러로 성장할 것으로 예상됩니다. "팬 아웃 시장에 대한 2018 년 추정치는 14 억 달러입니다."라고 Yole의 Azémar는 말했습니다. 애플은 애플리케이션 프로세서를 팬 아웃 (fan-out)으로 패키징 할 수있는 유일한 업체가 아니기 때문에 높은 수치 다.
2016 년은 팬 아웃을위한 큰 해였습니다. 첫째, 애플은 TSMC의 고밀도 팬 아웃 패키지를 아이폰 7의 애플리케이션 프로세서에 채택했다. 구형 스마트 폰에서 애플은 구형 패키지 온 패키지 (PoP) 기술을 사용했다.
TSMC의 팬 아웃 기술은 InFO라고합니다. 팬 아웃 (fan-out) 기술의 또 다른 유형은 임베디드 웨이퍼 레벨 볼 그리드 어레이 (eWLB)입니다. 그리고 2016 년에 두 개의 주요 eWLB 패키징 공급 업체 인 STATS ChipPAC과 Nanium은 엄청난 수요로 인해이 패키지 유형에서 매진되었습니다.
2017 년에는 팬 아웃이 두
가지 방향으로 진행되었습니다. 애플은 최신 아이폰에서 TSMC의 팬 아웃 (fan-out) 기술을 계속 사용함으로써 TSMC의 판매를 추진하고있다. 그러나 eWLB는 일반적으로 작년에 매진되었습니다. 이로 인해 고객은 eWLB 시장에서 일시 중지를 초래하는 다른 솔루션을 찾게되었습니다.
"그 시점에서, 사람들은 불안해하고 공급에 대한 확신이 없었기 때문에 사람들은 그것에 매핑을 멈췄습니다. 그들은 다른 웨이퍼 레벨 기술이나 플립 칩으로 옮겼습니다. "라고 STATS ChipPAC의 Sikorski는 말했습니다.
최근에는 eWLB 시장이 여러 사건으로 인해 반등했습니다. 첫째, STATS ChipPAC 및 ASE는 eWLB 용량을 확장했습니다. 그런 다음 Amkor는 팬 아웃 전문가에게 지원을 제공하는 조치 인 Nanium을 구입했습니다.
"우리는 (eWLB) 엔진이 다시 퍼 콜레이트되는 것을 보았습니다,"Sikorski가 말했다. "디자인 활동은 2017 년 하반기에 가열되었습니다. 그것은 2018 년의 견실 한 성장 년으로 나타나야합니다."
다른 사람들은 동의했다. "팬 아웃은 업계에서 패키지 제품으로 성장할 것입니다. Amkor에 의한 Nanium 인수 및 추가 자본 지원과 같은 기술을 지원할 수있는 확고한 역량으로 채택률이 가속화되고 있습니다. "라고 Amkor의 Huemoeller는 말했습니다. "InFO는 Apple 프로세서 용 통합 메모리 사전 적층 패키지 솔루션으로서 현재의 형태로 계속 될 것입니다. 그 이상으로, 현재의 형식이 어느 정도 연장 될지 아직은 알 수 없습니다. "
eWLB 외에도 OSAT는 고밀도 팬 아웃, 팬 아웃 PoP 및 팬 아웃 SiP와 같은 다른 유형의 팬 아웃 패키지를 개발하고 있습니다. 일부 업체는 하이브리드 또는 기판 기반 솔루션을 개발 및 출하하고 있습니다. Huemoeller는 "기판에서의 팬 아웃은 업계의 새로운 '핫 버튼'이 될 것입니다. "저밀도에서 고밀도로 다양한 형태로 도입 될 것입니다."
이것이 충분하지 않다면 ASE, Nepes 등이 2018 년에 패널 수준의 팬 아웃 시장에 진입 할 것입니다. 오늘날의 팬 아웃 패키지는 다이를 원형 웨이퍼 형식으로 포장하는 것을 포함합니다. 비교해 보면, 패널 레벨 팬 아웃은 대형 정사각형 패널에 다이를 패키징하는 것을 포함합니다.
"모두가 비용에 관심이 있습니다. 어떻게 비용을 절감 할 수 있습니까? 우리가하는 방식은 웨이퍼 프로세스에서 패널 프로세스로 이동하는 것입니다. "라고 ASE의 Hunt가 말하면서 패널 수준의 팬 아웃이 비용을 20 % 줄이는 것이라고 덧붙였습니다.
분명히 고객에게는 다양한 팬 아웃 옵션이 있습니다. 그러나 어떤 기술이 시장에서 궁극적으로 비행 할지는 분명하지 않다.
더 많은 부족
모든 작업이 팬 아웃 상태가 아닙니다. "또한 200mm 및 300mm 디바이스에 대한 플립 칩 및 WLP 수요가 증가하고있다"고 Lam 's Lee는 말했다.
작년에 실제로 전세계 200mm 웨이퍼 범핑 용량이 부족했습니다. 웨이퍼 범핑 (wafer bumping)에서, 웨이퍼 상에 솔더 볼 또는 구리 필러 (pillar)가 형성되어 다이와 기판 사이에 전기적 상호 연결을 제공한다.
200mm 범핑 용량의 부족은 스마트 폰용 CSP 및 RF 프런트 엔드 모듈 공급에 영향을 미쳤습니다. 다른 포장 유형도 수요가 많았거나 공급이 부족했습니다.
부족은 2018 년으로 유출되고 있습니다. 그러나 얼마나 오래?
유니섹의 치우 (Chiu)는 "공급망이 병목 지역에서 점진적으로 확장되고 있으며 설비 가동 시간을 기준으로 전반적인 용량 확장을 관리 할 것으로 기대한다. "우리는 각 특정 지역이 2018 년 상반기에 부족할 것으로 예상 할 수 있다고 예상한다."