Dalam post sebelum ini, kita dah lihat rantai industri semikonduktor secara keseluruhan. Kali ini kita cuba lihat dengan lebih mendalam pada tahap pemasangan pula. Sedikit rumusan bagaimana proses keseluruhan berlaku secara ringkas:
Pertama, rekaan cip dikeluarkan oleh pemilik produk. Seterusnya, pembuatan dimulakan dengan pengeluaran wafer sebagai proses frontend dan dilengkapi dengan pemasangan cip sebagai pakej sebagai proses backend. Pelbagai pemeriksaan dan pengautomasian boleh terlibat pada proses tersebut.
Dalam proses pemasangan pula, pelbagai teknologi yang sedang beralih. Peralihan teknologi ini berkemungkinan menggugat sebahagian bidang kerja syarikat OSAT. Seperti yang disebut dalam bahagian 1, terdapat risiko sekiranya teknologi pemasangan tradisional tidak lagi diamalkan dalam industri. Oleh itu, syarikat OSAT perlu sentiasa mengikuti perkembangan pasaran untuk kekal bersaing dalam industri ini.
Di dalam post ini, kita akan membincangkan tentang teknologi assembly atau pemasangan semikonduktor dengan lebih dalam. Dengan memahami teknologi ini, diharapkan supaya anda dapat memahami servis tawaran syarikat dan secara umumnya syarikat itu sendiri dengan lebih baik. Sekiranya anda menyertai AGM juga, mungkin anda boleh tanyakan soalan yang lebih teknikal untuk memahami arah tuju penggunaan teknologi syarikat.
Pengeluar semikonduktor
Dalam segmen ini, kita akan mengenali lebih dalam tentang pengeluar wafer dan model bisnes mereka. Pengeluar wafer ini dikenali sebagai foundry yang mengeluarkan wafer melalui fasiliti yang dikenali sebagai fab, singkatan kepada semiconductor fabrication plant. Sebuah fab adalah fasiliti yang bernilai berbilion untuk dibina. Ia dilengkapi dengan cleanroom iaitu fasiliti yang bebas daripada pendedahan habuk. Keadaan ini penting kerana kehadiran habuk boleh merosakkan proses pembuatan wafer. Sesebuah pengeluar semikonduktor ini mempunyai model bisnes sendiri yang akan dihurai lebih lanjut seterusnya.
Sekiranya foundry itu mengeluarkan rekaan litar sendiri, ia disebut sebagai integrated device manufacturer (IDM). Foundry yang hanya menumpukan pada pengeluaran berdasarkan rekaan litar pelanggan dipanggil pure-play foundry. Ada juga syarikat yang memiliki dan mengeluarkan rekaan semikonduktor sahaja tanpa mempunyai foundry sendiri. Mereka dinamakan pembuat cip fabless. Pembuat cip fabless ini tidak mempunyai kilang pembuatan wafer dan hanya bergantung kepada foundry untuk pengeluaran cip.
Antara pengeluar IDM yang ada dalam pasaran ialah Analog Devices, Fujitsu, IBM, Infineon, Intel, Samsung dan sebagainya. Foundry pure-play yang terkenal ialah TSMC, Globalfoundries dan UMC. Kebanyakan foundry terbesar berpangkalan di Taiwan. Pengeluar fabless pula tidak boleh dianggap sebagai pemain kecil industri. Antara nama pengeluar ini yang terkenal ialah Broadcom, Qualcomm, Nvidia, MediaTek dan AMD.
Sesebuah foundry itu bukan sahaja mempunyai keupayaan untuk membuat wafer, malah juga proses seterusnya iaitu packaging. Teknologi packaging yang digunakan ini juga merupakan antara yang tercanggih di pasaran. Mereka juga boleh menyerahkan sebahagian kerja kepada syarikat OSAT sebagai rakan kerjasama. Namun, syarikat kerjasama ini juga perlulah mempunyai tahap keupayaan teknikal yang tinggi untuk memenuhi permintaan teknologi berdasarkan keperluan pemilik produk. Jika tidak, mungkin foundry akan mendominasi kesemua packaging yang lebih maju di masa akan datang.
Perubahan teknologi packaging
Anda mungkin pernah terlihat komponen semikonduktor yang mempunyai kaki di kedua-dua sisinya yang perlukan penyambungan pateri kepada papan litar utama. Teknologi ini dipanggil through hole packages yang merupakan generasi terawal semikonduktor.
Seterusnya, kita boleh lihat teknologi leadframe yang mempunyai kaki yang lebih rapat bagi membolehkan lebih banyak sambungan input dan output ataupun I/O. Teknologi ini diteruskan dengan SMT iaitu surface mount technology yang membolehkan sambungan I/O lebih banyak pada satu permukaan berbanding sambungan di perimeter semikonduktor.
Antara teknologi pengecilan yang terbaharu pula ialah WLCSP iaitu wafer level chip scale package yang menjalankan proses assembly pada tahap wafer sebelum pemotongan cip individu. Saiz packaging ini pula hanyalah sebesar cip yang dipotong, iaitu chip scale packaging. Kaedah ini memerlukan kepakaran yang tinggi, lebih-lebih lagi bagi penyambungan litar kerana saiz pakej yang lebih kecil.
Seterusnya, teknologi ini disambung lagi dengan heterogenous integrated packaging seperti 2.5D dan 3D integrated packaging. Dalam susunan packaging ini, sesebuah packaging boleh terdiri daripada beberapa cip, dan ditindan antara satu sama lain, atau disusun bersebelahan atas satu packaging. Secara umumnya, peralihan teknologi kini membolehkan lebih banyak I/O pada semikonduktor dan saiz pakej yang lebih kecil. Namun dengan packaging yang kecil ini, ia dapat mengurangkan berat, mengoptimumkan penggunaan tenaga, menyalurkan signal elektrik yang lebih pantas, dan mengurangkan kos bahan.
Sambungan litar
Proses assembly melengkapkan sesebuah die dengan perumah yang turut dilengkapi dengan sambungan litar. Perumah ini boleh diperbuat daripada pelbagai jenis bahan. Antara bahan yang biasa dilihat ialah plastik, resin, epoxy atau bahan seramik. Sebelum perumah ini dipasang, sebuah die itu perlulah dilengkapi sambungan litar ke terminal I/O. Antara teknologi yang masih digunakan sekarang ialah wire bond yang merupakan wayar berskala mikro.
Sehingga 2018, TechSearch International membuat dapatan bahawa teknologi wire bond ini masih digunapakai secara meluas, di mana penggunaannya dianggarkan pada sekitar 75% - 80% dalam pasaran secara keseluruhan. Teknologi sambungan litar ini diteruskan dengan Flip Chip, dan kini EWLB yang dimajukan dari Wafer Level Package. EWLB adalah sejenis teknologi yang boleh mengurangkan saiz packaging semikonduktor secara drastik, kepada hanya saiz die atau sedikit penambahan keluasan (disebut Fan-Out). Secara ringkasnya, sesebuah die itu diletakkan di atas lapisan berlitar atau interposer dengan Ball Grid Array sebagai terminal I/O.
Risiko Syarikat OSAT
Untuk memahami kepentingan teknologi packaging ini, mungkin kita boleh lihat pada perkhidmatan packaging yang ditawarkan syarikat pendahulu pasaran dunia. Antara syarikat ini ialah ASE Technology, Amkor Technology, JCET, SPIL dan lain-lain. Syarikat ini masih mempunyai sebahagian teknologi tradisional, namun mereka juga mempunyai penglibatan yang besar dalam teknologi yang lebih baharu.
Dalam laporan yang dikeluarkan oleh Yole Development, kita boleh lihat pertumbuhan pendapatan yang semakin besar dalam segmen advanced packaging berbanding packaging lain yang lebih tradisional. Kebanyakan teknologi advanced packaging ni hanya ditawarkan oleh pemain OSAT besar dan juga foundry. Oleh itu, syarikat OSAT lain mungkin berada dalam keadaan yang bahaya sekiranya packaging tradisional tidak lagi digunapakai dalam industri semikonduktor.
Di iSaham, kita telah pun ada pengelasan sektor untuk OSAT. Syarikat-syarikat ini adalah:
Antara kaedah packaging yang ditawarkan oleh syarikat-syarikat ini ialah Quad Flat Package, Flip Chip dan WLCSP. Sebahagian teknologi ini masih lagi tradisional, namun ada juga teknologi yang agak baharu.
Sekiranya syarikat OSAT ini tidak dapat mengejar teknologi yang lebih baharu ini, jurang pendapatan syarikat pendahulu dengan syarikat OSAT lain akan menjadi lebih jauh. Sebaliknya, sekiranya syarikat OSAT ini dapat memiliki kepakaran advanced packaging dan menawarkan perkhidmatan ini, kita berkemungkinan dapat melihat pendapatan yang lebih besar pada syarikat.