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芯片|技術進步，引線鍵合機出現短缺

半導體機器學習自動化芯片

芯片|技術進步，引線鍵合機出現短缺

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對 IC 封裝的需求激增導致引線鍵合機的交貨時間延長 ， 用于組裝全球四分之三的封裝 。 去年 ， 隨著先進封裝的興起 ， 焊線機市場翻了一番 。
引線鍵合是一種較老的技術 ， 通常不為人知 。 盡管如此 ， 包裝公司仍擁有大量此類關鍵工具 ， 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、功能更強大的焊線機 。 作為回應 ， 焊線機供應商開發了更快的系統 ， 包括那些具有人工智能缺陷檢測和工廠自動化功能的系統 。 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、封裝和其他應用的更先進且成本更高的技術 。
盡管如此 ， 在引線鍵合方面 ， 封裝客戶面臨著重要的新挑戰 。 一段時間以來 ， 由于該領域的巨大需求 ， 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來滿足需求 。 只有一個問題 。 去年 8 月 ， 許多類型的焊線機的交貨周期飆升 ， 徘徊在 10 個月左右 。 到 2022 年為止 ， 情況正在改善 ， 但這仍然是一個問題 。 所有這些都會影響許多包裹類型的交付時間表 。
“2021 年出現了對焊線機的恐慌性購買 。 OSAT 和其他公司甚至在 2022 年下訂單 ， 因為他們擔心在訂購隊列中為時已晚 ， ”Needham 分析師 Charles Shi 表示 。 “現在的交貨時間可能短于六個月 。 需求仍然強勁 ， 但訂購量正朝著更高水平發展 。 ”
引線鍵合一直是半導體生態系統中充滿活力但默默無聞的一部分 。 這些鍵合機發明于 1950 年代 ， 用于在封裝內創建低成本的有線互連 。 互連用于將一個管芯連接到另一個管芯 ， 或連接到封裝中的基板 。 隨著時間的推移 ， 焊線機不斷發展并成為許多封裝類型的主力組裝工具 。 TechSearch 報告說 ， 當今 75% 到 80% 的封裝是基于引線鍵合的 。 焊線機用于低成本傳統封裝、中端封裝和內存芯片堆棧 。
引線鍵合是組裝過程的關鍵部分 。 在組裝流程的一個示例中 ， 使用芯片連接系統將芯片放置在帶有金屬引線的小矩形框架上 。 然后 ， 引線鍵合機將這些部件高速自動連接到芯片上的細線到金屬引線上 ， 形成電氣連接 。 最后 ， 使用不同的系統 ， 將結構封裝起來 ， 形成一個封裝 。

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 ， 它確實存在技術限制 。 除了引線鍵合之外 ， 還有其他方案 ， 其中兩個或多個裸片使用更先進的互連方法在高級封裝中組裝 ， 例如扇出、2.5D 或 3D-IC 。
先進封裝往往占據大部分頭條新聞 ， 并正在獲得可觀的市場收益 。 相比之下 ， 基于引線鍵合的封裝是一項成熟的技術 ， 具有個位數的增長率 。 即便如此 ， 引線鍵合機正在飛速增長 。 根據 VLSI Research 的數據 ， 2021年全球銷售額達到 16 億美元 ， 高于 2020 年的 8000 億美元 。 據該公司稱 ， 到 2022 年 ， 預計市場將保持平穩 ， 銷售額為 16 億美元 。
除了增長率 ， 其他值得注意的趨勢包括：
最新的高端焊線機具有機器學習和工廠自動化功能 。 在這些系統上學習有助于防止缺陷偏移 ， 同時無需人工干預即可操作 。
焊線機被用于更復雜的封裝 。
這些系統正在推動內存堆疊技術的極限 。
什么是引線鍵合？
貝爾實驗室曾經是世界領先的研發機構 ， 1957 年發明了第一臺焊線機 。 （貝爾實驗室也在 1947 年展示了第一臺晶體管 。 2016年 ， 諾基亞接管了貝爾實驗室 。 ）

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