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美国智库发布《先进半导体封装回流美国》报告

2022年6月,美国智库安全与新兴技术中心(CSET)发布政策分析报告《先进半导体封装回流-——维护美国半导体工业创新、供应链安全和领先地位》。该报告介绍了半导体封装和先进封装产业的基本情况与背景,美国在先进封装“回流”方面的相关法案与激励措施,以及中国等东南亚和美国公司的情况分析。

虽然美国在半导体设计方面继续领先,但其制造能力却持续下降,美国本土的ATP(装配、测试和封装)产能也出现同样下降。尽管有几十家总部在美国的封装供应商能够提供顶级的小产量服务,但北美在全球封装产能中的份额仅为3%。总的来说,美国公司(英特尔除外)缺乏大容量封装差能,相关生态系统(基板、晶圆凸点、设备)也十分缺乏。

《CHIPS》法案旨在扭转上述趋势,其中包含了与先进封装有关的若干条款。这是美国政府为在美国建立和扩展先进封装生态系统所做的实质性努力。此外,《美国创新与竞争法》(USICA)法案拨款20亿美元,提供联邦援助,鼓励对设施和设备的投资,以支持“成熟技术节点的半导体制造、组装、测试或先进封装”。

虽然上述政策都值得期待,但事实是,领先的代工厂和OSAT(外包半导体封装和测试)对在美国建立先进封装工厂在投资回报率方面上几乎没有什么信心。因此,先进封装重新回流的成本要求制定有效利用资金的明确战略,来针对先进封装生态系统中的特定技术。同时,这一战略背后的思路应接受更广泛的ATP生态系统回流的经济性阻止有意义的产能返回到美国。政策制定者应该承认,成熟的封装技术重新回流几乎没有任何经济上的回报,相反更应专注制定先进封装的战略。政策应包括以下三大支柱:(1)高美国的先进封装设施产能;(2)增加美国先进封装设备和材料的生产;(3)支持先进封装创新的针对性研发。

政策建议

1.利用CHIPS法案基金激励提高国内先进封装的产能

CHIPS法案中的多项条款授权但不要求其资金用于先进封装的项目,政策制定者应尽可能利用这一自由度将资金集中用于提高国内先进封装的产能和研发工作上。

2.将CHIPS法案资金优先用于半导体制造项目提案上,包括在先进封装能力方面的并行投资和共址投资

大型代工厂和IDM(如台积电、三星和英特尔)已经更愿意将其先进封装工艺与制造工艺合用,并为其提供激励措施,以便最大限度提高投资回报率。例如,台积电和三星分别在亚利桑那州和德克萨斯州进行晶圆厂投资建设项目,两家公司虽未宣布在各自项目中增加先进封装设施的计划,但应鼓励他们这样做。

3.鼓励与先进封装用IC基板领先供应商组建美国本土合资企业

美国目前缺乏足够的IC基板种类和容量来满足先进封装的需求,增加国内IC基板产能将提高先进封装以及半导体的供应链韧性。

4.提供国内生产的激励措施

鼓励至少一家领先的OSAT企业在美国建立先进封装的设施,生产商业上可行的FC-BGA。

5.利用国家先进封装制造计划的资金推动先进封装的创新

现在有各种各样的工艺和技术构成先进封装,但还没有一种方法成为主导技术。政策制定者应瞄准提供各种封装服务的公司和财团的研发基金。这些激励措施也可以基于设施产能进行调整,使用1000级或100级净化间和晶圆加工的尺寸作为参考点。例如,资金可用于:(1)美国OSAT、IDM与美国大学建立公私合作关系,建立1000或100级洁净室,从事集成电路基板和先进封装技术的研究和开发;(2)推动小芯片、晶圆级封装和封装设备自动化的创新。

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