“降低成本“是伴隨電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個魔咒,如何用更低的成本去實現(xiàn)更高的性能一直以來是半導體產(chǎn)業(yè)鏈所面臨的挑戰(zhàn)。成本壓力貫穿整個供應(yīng)鏈,并影響到了晶圓廠和封裝廠的材料選擇。過去七年以來一個顯著的變化是半導體公司在想盡辦法去降低半導體封裝對于黃金的依賴。
過去幾十年金線一直是鍵合封裝(Wire-bonded package)的主要材料。半導體公司開始考慮使用銅線等材料做鍵合線來降低黃金價格上升對于成本的沖擊始于2006年。2011年9月,平均金價創(chuàng)出新高,達到1772美元/盎司,黃金在整個2012年維持在1660美元/盎司以上。從2012年后期黃金價格開始下滑,到2013年黃金價格跌破1300美元/盎司,整個2014年黃金的價格都低于1300美元/盎司,但是現(xiàn)在的金價還是幾乎相當于2007年的2倍。
為應(yīng)對黃金價格上升,鍵合線產(chǎn)業(yè)鏈上的公司開始投資研究金線的替代品,例如銅線、鈀銅(Palladium-Coated Copper,簡稱PCC)線與銀/銀合金線。2007年鍵合線共出貨160億米,其中金線占了98%,到2013年,金線的份額降到了整個鍵合線出貨量的一半,預計2014年鍵合線出貨將超過200億米,而金線的份額會持續(xù)下降到44%左右。
2014年,包括純銅線和鈀銅線在內(nèi)的銅線出貨量約占整體鍵合線份額的48%,銀線和銀合金線占比約為8%。預計這個趨勢在2015年將會持續(xù),所有銅線的份額將超過50%,銀線與銀合金線的市場份額也將繼續(xù)增長。
為成功實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變以降低金價對于成本的影響,封裝業(yè)的領(lǐng)導廠商繼續(xù)投資擴大銅鍵合線產(chǎn)能,許多整合元件制造商(IDM)和IC設(shè)計公司已經(jīng)接受在新產(chǎn)品中使用銅線。消費電子和通訊類器件最早驅(qū)動了鍵合線材料的這種轉(zhuǎn)變,但是現(xiàn)在包括工業(yè)電子、服務(wù)器甚至汽車電子器件都已經(jīng)在使用或者關(guān)注非金線的鍵合方式。銅線鍵合廣泛應(yīng)用于各種尺寸和類型的封裝,包括引線框(Leadframe)和有機襯底封裝(orangic substrate-based package)。
銀線也是作為金線的低成本替代材料而使用的,而且鍵合銀線所需的設(shè)備不像銅線那么昂貴。銀線最早用在LED和部分存儲器的封裝上,現(xiàn)在也迅速擴展到其他的IC產(chǎn)品上,例如移動基帶芯片。
除了封裝廠以外,鍵合設(shè)備供應(yīng)商、鍵合線供應(yīng)商與鍵合元件制造商在這個轉(zhuǎn)換過程中均扮演了重要的角色。據(jù)估算2014年半導體產(chǎn)業(yè)一共消耗了約28億美元的金線,而2011年有55億美元花在金線上,這項成本大大降低了。在整個電子產(chǎn)業(yè)越來越強調(diào)高性能和小尺寸的今天,產(chǎn)業(yè)鏈的集體努力成功得降低了物料成本,推動了產(chǎn)業(yè)成長!
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