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芯片|技術(shù)進(jìn)步，引線鍵合機(jī)出現(xiàn)短缺

半導(dǎo)體機(jī)器學(xué)習(xí)自動(dòng)化芯片

芯片|技術(shù)進(jìn)步，引線鍵合機(jī)出現(xiàn)短缺

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對(duì) IC 封裝的需求激增導(dǎo)致引線鍵合機(jī)的交貨時(shí)間延長 ， 用于組裝全球四分之三的封裝 。 去年 ， 隨著先進(jìn)封裝的興起 ， 焊線機(jī)市場(chǎng)翻了一番 。
引線鍵合是一種較老的技術(shù) ， 通常不為人知 。 盡管如此 ， 包裝公司仍擁有大量此類關(guān)鍵工具 ， 可幫助組裝許多（但不是全部）包裝類型 。 多年來 ， 客戶要求更快、功能更強(qiáng)大的焊線機(jī) 。 作為回應(yīng) ， 焊線機(jī)供應(yīng)商開發(fā)了更快的系統(tǒng) ， 包括那些具有人工智能缺陷檢測(cè)和工廠自動(dòng)化功能的系統(tǒng) 。 引線鍵合與銅混合鍵合完全不同 ， 后者是一種用于芯片堆疊、封裝和其他應(yīng)用的更先進(jìn)且成本更高的技術(shù) 。
盡管如此 ， 在引線鍵合方面 ， 封裝客戶面臨著重要的新挑戰(zhàn) 。 一段時(shí)間以來 ， 由于該領(lǐng)域的巨大需求 ， 許多封裝公司的引線鍵合能力已售罄 。 如此多的封裝公司需要更多的焊線機(jī)來滿足需求 。 只有一個(gè)問題 。 去年 8 月 ， 許多類型的焊線機(jī)的交貨周期飆升 ， 徘徊在 10 個(gè)月左右 。 到 2022 年為止 ， 情況正在改善 ， 但這仍然是一個(gè)問題 。 所有這些都會(huì)影響許多包裹類型的交付時(shí)間表 。
“2021 年出現(xiàn)了對(duì)焊線機(jī)的恐慌性購買 。 OSAT 和其他公司甚至在 2022 年下訂單 ， 因?yàn)樗麄儞?dān)心在訂購隊(duì)列中為時(shí)已晚 ， ”Needham 分析師 Charles Shi 表示 。 “現(xiàn)在的交貨時(shí)間可能短于六個(gè)月 。 需求仍然強(qiáng)勁 ， 但訂購量正朝著更高水平發(fā)展 。 ”
引線鍵合一直是半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)中充滿活力但默默無聞的一部分 。 這些鍵合機(jī)發(fā)明于 1950 年代 ， 用于在封裝內(nèi)創(chuàng)建低成本的有線互連 。 互連用于將一個(gè)管芯連接到另一個(gè)管芯 ， 或連接到封裝中的基板 。 隨著時(shí)間的推移 ， 焊線機(jī)不斷發(fā)展并成為許多封裝類型的主力組裝工具 。 TechSearch 報(bào)告說 ， 當(dāng)今 75% 到 80% 的封裝是基于引線鍵合的 。 焊線機(jī)用于低成本傳統(tǒng)封裝、中端封裝和內(nèi)存芯片堆棧 。
引線鍵合是組裝過程的關(guān)鍵部分 。 在組裝流程的一個(gè)示例中 ， 使用芯片連接系統(tǒng)將芯片放置在帶有金屬引線的小矩形框架上 。 然后 ， 引線鍵合機(jī)將這些部件高速自動(dòng)連接到芯片上的細(xì)線到金屬引線上 ， 形成電氣連接 。 最后 ， 使用不同的系統(tǒng) ， 將結(jié)構(gòu)封裝起來 ， 形成一個(gè)封裝 。

封裝中的 Wirebond 線 。 資料來源：K&S
引線鍵合并不是在封裝中提供互連的唯一方法 ， 它確實(shí)存在技術(shù)限制 。 除了引線鍵合之外 ， 還有其他方案 ， 其中兩個(gè)或多個(gè)裸片使用更先進(jìn)的互連方法在高級(jí)封裝中組裝 ， 例如扇出、2.5D 或 3D-IC 。
先進(jìn)封裝往往占據(jù)大部分頭條新聞 ， 并正在獲得可觀的市場(chǎng)收益 。 相比之下 ， 基于引線鍵合的封裝是一項(xiàng)成熟的技術(shù) ， 具有個(gè)位數(shù)的增長率 。 即便如此 ， 引線鍵合機(jī)正在飛速增長 。 根據(jù) VLSI Research 的數(shù)據(jù) ， 2021年全球銷售額達(dá)到 16 億美元 ， 高于 2020 年的 8000 億美元 。 據(jù)該公司稱 ， 到 2022 年 ， 預(yù)計(jì)市場(chǎng)將保持平穩(wěn) ， 銷售額為 16 億美元 。
除了增長率 ， 其他值得注意的趨勢(shì)包括：
最新的高端焊線機(jī)具有機(jī)器學(xué)習(xí)和工廠自動(dòng)化功能 。 在這些系統(tǒng)上學(xué)習(xí)有助于防止缺陷偏移 ， 同時(shí)無需人工干預(yù)即可操作 。
焊線機(jī)被用于更復(fù)雜的封裝 。
這些系統(tǒng)正在推動(dòng)內(nèi)存堆疊技術(shù)的極限 。
什么是引線鍵合？
貝爾實(shí)驗(yàn)室曾經(jīng)是世界領(lǐng)先的研發(fā)機(jī)構(gòu) ， 1957 年發(fā)明了第一臺(tái)焊線機(jī) 。 （貝爾實(shí)驗(yàn)室也在 1947 年展示了第一臺(tái)晶體管 。 2016年 ， 諾基亞接管了貝爾實(shí)驗(yàn)室 。 ）

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