Rozmanitá poptávka a produkce pokročilých obalů na různých trzích zvyšuje velikost trhu z 38 miliard dolarů na 79 miliard dolarů do roku 2030. Tento růst je poháněn různými požadavky a výzvami, přesto si udržuje neustálý vzestupný trend. Tato všestrannost umožňuje pokročilým obalům udržovat neustálé inovace a adaptace a splňovat specifické potřeby různých trhů, pokud jde o produkci, technické požadavky a průměrné prodejní ceny.
Tato flexibilita však také představuje rizika pro odvětví pokročilých obalů, pokud některé trhy čelí poklesům nebo výkyvům. V roce 2024 pokročilé obaly těží z rychlého růstu trhu datových center, zatímco oživení masových trhů, jako jsou mobilní technologie, je relativně pomalé.
Dodavatelský řetězec pokročilých obalových materiálů je jedním z nejdynamičtějších subsektorů v rámci globálního dodavatelského řetězce polovodičů. To se připisuje zapojení různých obchodních modelů nad rámec tradičního OSAT (Outsourcing Semiconductor Assembly and Test), strategickému geopolitickému významu tohoto odvětví a jeho klíčové roli ve vysoce výkonných produktech.
Každý rok přináší svá vlastní omezení, která mění krajinu dodavatelského řetězce pokročilých obalů. V roce 2024 tuto transformaci ovlivňuje několik klíčových faktorů: omezení kapacity, problémy s výnosy, nově vznikající materiály a zařízení, požadavky na kapitálové výdaje, geopolitické regulace a iniciativy, explozivní poptávka na konkrétních trzích, vyvíjející se standardy, noví účastníci a kolísání cen surovin.
Vznikla řada nových aliancí, které společně a rychle řeší výzvy v dodavatelském řetězci. Klíčové pokročilé technologie balení jsou licencovány dalším účastníkům, aby se podpořil hladký přechod na nové obchodní modely a řešila kapacitní omezení. Standardizace čipů je stále více zdůrazňována s cílem podpořit širší aplikace čipů, prozkoumat nové trhy a zmírnit individuální investiční zátěž. V roce 2024 se nové země, společnosti, zařízení a pilotní linky začínají zavazovat k pokročilému balení – trend, který bude pokračovat i v roce 2025.
Pokročilé balení dosud nedosáhlo technologické saturace. Mezi lety 2024 a 2025 dosahuje pokročilé balení rekordních průlomů a technologické portfolio se rozšiřuje o robustní nové verze stávajících technologií a platforem AP, jako jsou nejnovější generace EMIB a Foveros od společnosti Intel. Pozornost průmyslu si získává také balení systémů CPO (Chip-on-Package Optical Devices) a vyvíjejí se nové technologie, které přitahují zákazníky a rozšiřují produkci.
Pokročilé substráty integrovaných obvodů představují další úzce související odvětví, které sdílí plány, principy kolaborativního návrhu a požadavky na nástroje s pokročilým pouzdrem.
Kromě těchto klíčových technologií pohání diverzifikaci a inovace v oblasti pokročilých obalových technologií několik „neviditelných elektráren“: řešení pro dodávku energie, technologie zabudování, tepelný management, nové materiály (jako je sklo a organické látky nové generace), pokročilá propojení a nové formáty zařízení/nástrojů. Od mobilní a spotřební elektroniky až po umělou inteligenci a datová centra, pokročilé obalové technologie přizpůsobují své technologie tak, aby splňovaly požadavky každého trhu, což umožňuje, aby i produkty nové generace uspokojovaly potřeby trhu.
Předpokládá se, že trh s vysoce výkonnými obaly dosáhne v roce 2024 hodnoty 8 miliard dolarů a do roku 2030 by měl překročit 28 miliard dolarů, což odráží složenou roční míru růstu (CAGR) ve výši 23 % v letech 2024 až 2030. Pokud jde o koncové trhy, největším trhem s vysoce výkonnými obaly je „telekomunikace a infrastruktura“, který v roce 2024 generoval více než 67 % tržeb. Těsně za ním následuje „trh mobilních telefonů a spotřebitelů“, který je nejrychleji rostoucím trhem s CAGR 50 %.
Pokud jde o obalové jednotky, očekává se, že u špičkových obalů dosáhne v letech 2024 až 2030 průměrné roční míry růstu (CAGR) 33 %, tedy z přibližně 1 miliardy kusů v roce 2024 na více než 5 miliard kusů do roku 2030. Tento významný růst je způsoben zdravou poptávkou po špičkových obalech a průměrná prodejní cena je ve srovnání s méně pokročilými obaly podstatně vyšší, což je způsobeno posunem hodnoty z front-endu na back-end v důsledku 2,5D a 3D platforem.
3D vrstvená paměť (HBM, 3DS, 3D NAND a CBA DRAM) je nejvýznamnějším přispěvatelem a očekává se, že do roku 2029 bude tvořit více než 70 % tržního podílu. Mezi nejrychleji rostoucí platformy patří CBA DRAM, 3D SoC, aktivní křemíkové meziprocesory, 3D NAND stacky a vestavěné křemíkové můstky.
Vstupní bariéry do dodavatelského řetězce špičkových obalových materiálů se stávají stále vyššími, přičemž velké slévárny destiček a IDM narušují oblast pokročilých obalových materiálů svými front-endovými možnostmi. Zavedení technologie hybridního spojování situaci pro dodavatele OSAT ještě více ztěžuje, protože pouze ti, kteří mají kapacity pro výrobu destiček a dostatečné zdroje, mohou odolat značným ztrátám výtěžnosti a značným investicím.
Do roku 2024 budou výrobci pamětí zastoupeni společnostmi Yangtze Memory Technologies, Samsung, SK Hynix a Micron dominovat a držet 54 % trhu s high-end pouzdry, protože 3D stohované paměti překonávají ostatní platformy z hlediska tržeb, objemu výroby a výtěžnosti waferů. Objem nákupů paměťových pouzder ve skutečnosti daleko převyšuje objem nákupů logických pouzder. TSMC vede s 35% podílem na trhu, těsně následovaná společností Yangtze Memory Technologies s 20% podílem na celém trhu. Očekává se, že noví účastníci, jako jsou Kioxia, Micron, SK Hynix a Samsung, rychle proniknou na trh s 3D NAND a získají tak svůj podíl. Samsung se umístil na třetím místě s 16% podílem, následovaný SK Hynix (13 %) a Micron (5 %). Vzhledem k tomu, že se 3D stohované paměti neustále vyvíjejí a uvádějí se na trh nové produkty, očekává se, že tržní podíly těchto výrobců zdravě porostou. Intel těsně následuje s 6% podílem.
Přední výrobci OSAT, jako jsou Advanced Semiconductor Manufacturing (ASE), Siliconware Precision Industries (SPIL), JCET, Amkor a TF, se i nadále aktivně podílejí na finálním balení a testování. Snaží se získat podíl na trhu pomocí špičkových řešení balení založených na ultra-high-definition fan-out (UHD FO) a vkládacích modulech forem. Dalším klíčovým aspektem je jejich spolupráce s předními slévárnami a výrobci integrovaných zařízení (IDM) s cílem zajistit si účast na těchto aktivitách.
Realizace špičkových obalů se dnes stále více spoléhá na technologie front-end (FE), přičemž hybridní lepení se stává novým trendem. Společnost BESI hraje v tomto novém trendu klíčovou roli prostřednictvím spolupráce se společností AMAT a dodává zařízení gigantům, jako jsou TSMC, Intel a Samsung, kteří všichni soupeří o dominanci na trhu. Důležitou součástí dodavatelského řetězce jsou i další dodavatelé zařízení, jako jsou ASMPT, EVG, SET a Suiss MicroTech, stejně jako Shibaura a TEL.
Hlavním technologickým trendem napříč všemi vysoce výkonnými platformami pro pouzdra, bez ohledu na typ, je snižování rozteče propojení – trend spojený s propojovacími otvory skrz křemík (TSV), TMV, mikrobumpy a dokonce i hybridním propojením, přičemž druhé jmenované se ukázalo jako nejradikálnější řešení. Kromě toho se očekává také snížení průměrů otvorů a tloušťek destiček.
Tento technologický pokrok je klíčový pro integraci složitějších čipů a čipových sad, které podporují rychlejší zpracování a přenos dat a zároveň zajišťují nižší spotřebu energie a ztráty, což v konečném důsledku umožňuje vyšší hustotu integrace a šířku pásma pro budoucí generace produktů.
3D hybridní propojení SoC se jeví jako klíčový technologický pilíř pro pokročilé pouzdra nové generace, protože umožňuje menší rozteče propojení a zároveň zvětšuje celkovou povrchovou plochu SoC. To umožňuje možnosti, jako je stohování čipových sad z rozděleného SoC čipu, a tím i heterogenní integrované pouzdro. Společnost TSMC se díky své technologii 3D Fabric stala lídrem v oblasti 3D SoIC pouzder s využitím hybridního propojení. Očekává se také, že integrace čipů do destiček začne s malým počtem 16vrstvých DRAM pamětí HBM4E.
Čipsetová a heterogenní integrace jsou dalším klíčovým trendem, který pohání zavádění HEP balíčků, přičemž produkty, které jsou v současné době na trhu k dispozici, tento přístup využívají. Například Sapphire Rapids od Intelu využívá EMIB, Ponte Vecchio využívá Co-EMIB a Meteor Lake využívá Foveros. AMD je dalším významným dodavatelem, který tento technologický přístup přijal ve svých produktech, jako jsou procesory Ryzen a EPYC třetí generace, a také 3D architektura čipsetu v MI300.
Očekává se, že Nvidia tento design čipové sady přijme i ve své nové generaci řady Blackwell. Jak již oznámili hlavní dodavatelé, jako jsou Intel, AMD a Nvidia, očekává se, že v příštím roce bude k dispozici více pouzder s dělenými nebo replikovanými čipy. Kromě toho se očekává, že tento přístup bude v nadcházejících letech přijat i ve špičkových aplikacích ADAS.
Celkovým trendem je integrace více 2,5D a 3D platforem do stejného pouzdra, které někteří v oboru již označují jako 3,5D pouzdro. Proto očekáváme vznik pouzder, která integrují 3D SoC čipy, 2,5D interpozery, vestavěné křemíkové můstky a ko-balené optické prvky. Na obzoru jsou nové 2,5D a 3D platformy pro pouzdra, které dále zvyšují složitost pouzdra HEP.
Čas zveřejnění: 11. srpna 2025