华为的 “缺芯” ,几乎是人尽皆知的事情。本应该在三月份就发布的华为P50,到现在还没动静。而且最近华为又因为芯片问题上了新闻, 华为董事余承东 说:华为现在在国内的市场 被同行无情分食 , 高端手机市场被苹果挤占 , 中低端手机市场又被国内同行抢夺 。而造成这些状况的原因就在于在 近两年时间内 ,华为被漂亮国 用各种手段进行了一轮又一轮的制裁 。
很多人会这样想:华为受到这么严重的制裁,芯片的供应几乎是被扼住了,难道芯片供应商就不会受到影响? 而且为什么只有华为在抗议,台积电却毫无反应呢?
你可能会说:因为 台积电 是 漂亮国的附庸 呗,怎么有胆子抗议呢?但是我们要考虑到经济虽然被政治影响,但一旦阻碍了企业的发展,企业也不至于当哑巴的。 毕竟无论是什么资本,逐利始终是第一目标 。
实际上,台积电之所以几乎没有任何抗议,还是因为对它并没有什么影响。相反的,台积电现在估计是要乐开了花。这是什么原因呢?
因为 太缺芯 了!不仅是华为缺芯,全世界都急需芯片,只是华为的更缺而已。因为 订单实在太多,台积电都有些忙不过来 ,又岂会在乎失去华为的市场呢?
要说为什么这么缺芯,不仅是因为电子产品的市场始终强劲,还有其他几个重要的原因。我们都知道,一旦市场开始缺乏某样商品,无非就是两方面原因, 一是供应不足,而是需求激增 。
先说供应不足,这其中的原因大概也想到了——疫情。因为疫情的缘故,全球很多产业都受到一定冲击,从这个角度来说,造成的供需不平衡,芯片绝对不是孤军奋战者。同时又因为疫情慢慢结束,市场的 供求反d,导致了芯片不平衡被扩大 。
但是芯片的匮乏不是因为疫情, 还跟 汽车 行业有关 。这些年过去, 新能源 汽车 的初步发展 已经趋向于成熟,导致需求越来越大。连带着生产新能源 汽车 需要的关键产品—— 芯片的需求也越来越大 。
而且这两年掀起了一股 造车浪潮 ,不管是 做手机 的,还是做 游戏 ,就连卖货的都说要造车。群众一边感叹造车的门槛越来越低的同时,又在担心新能源 汽车 的前景。但是今年年初的时候, 全球各大车企向外界透露 ,因为 芯片断供原因,不得不调整生产战略 ,有的车企干脆就停产了 部分生产线 。三月份的时候,大众对外说,因为缺少芯片,在两个月的时间 少生产了将近十万辆 汽车 。
大厂缺芯缺到断产,可见缺芯难题已经到了严重的地步。大家都要说台积电脸都要笑裂开了,事实也确实如此,台积电如今又在国内投资建厂,新一轮的资本收割又要开始了。
但是面对我国这么缺芯,笑得最开心的 也许并不是台积电 ,还可能是 味之素 —— 日本的一家味精公司 。
我们都说华为被漂亮国卡住了芯片,几乎是被 卡住了脖子 。但是你可知道,世界上所有的芯片都 被日本的味之素卡住了命脉 。
味之素之所以能够以味精公司的身份做到这一点,是因为它发明了一个 重要产品:ABF 。
AB,名叫 味之素堆积膜 ,是半导体基板的核心材料。现代几乎所有的 半导体都需要用到ABF ,而供应的充足也直接影响了 半导体生产链的正常运行 。相传台积电现在就可能存在 ABF存量不足的问题 ,这一传言还一度让很多人忧心忡忡。
ABF为什么这么重要呢?这还要从 半导体基板 说起。半导体一开始应用最广泛的地方应该是 计算机的CPU ,这是一个计算机的灵魂。在那个年代,计算机的高速发展,让CPU的要求越来越高,让其终端从一开始的 40个到后来的上千个 ,也从平面结构转变成 堆叠的多层结构 ,这种多层堆叠的结构中布满了密密麻麻的线路。CPU的结构变得复杂的同时,还要求 各线路之间的绝缘。 不仅如此,CPU在工作时还会散发出大量的热量。以上的种种原因都导致半导体公司 急需先进的材料来生产CPU 。
ABF就是这样的材料,它并不像传统的绝缘体是液态的,而是像 薄膜一样的材料 。ABF的表面可以轻松地 镀铜 ,受激光加工。它的发明让半导体完成 从墨水绝缘体到薄膜绝缘体的转型 ,从此ABF就成为了半导体的重要材料,一直到现在都没有改变过。
又有人有疑问,既然ABF只是一种生产材料,那为什么 我们不生产这种材料呢 ?事情没有想象中那么简单。 ABF并不是可以简单复制的产品 。
在上世纪70年代,味之素在食品生产中对一些副产品进行了研究和分析后,发现了一种可以用于 电子行业的材料 。味之素并没有轻视这一次偶然的发现,他们对这种材料进行了更进一步的 研究 ,也有了一些成果。直到90年代,味之素在这方面的研究终于引起了一些半导体公司的注意,其中 有一家CPU制造商公司 ,就生产 薄膜绝缘体 这一领域与味之素进行了沟通。
味之素最早研究食品副产品的人是 竹内孝治 ,是他最早将 味之素的副业引向了计算机产业 。在ABF还没有被发明出来的时候,竹内就已经带领团队在电子产品的生产材料方面有了一番成就。
人们对新东西总会抱有怀疑的态度。在那个墨水绝缘体还没被淘汰的时候,薄膜绝缘体概念的提出首先就会被人质疑,但竹内并没有放弃,他告诉队伍, 薄膜绝缘体是一次全新的尝试,过去没有人做过,但是我们可以 。
这样的话鼓舞了团队里的一个人: 中村茂雄 。中村虽然是个新人,但他敏锐地感觉到如果能发明出这种材料,一定会 引起半导体市场的变革 。所以在别人还在考虑薄膜绝缘体是否有前景的时候,中村就已经去寻找绝缘体的生产材料了。
要想代替墨水,这种材料一定要在能保持墨水绝缘体的特性,还要 对CPU的生产有更大的帮助 。因为对绝缘体的要求是薄膜,所以这种材料还得有一定的 硬度 (因为墨水绝缘体是直接涂抹上去的,等干涸后再进行加工,而薄膜则是直接加工),较强的适应性,足以应对温度的变化。
中村觉得先要将 制作薄膜的材料生产出来 ,然后再将其制作成薄膜。这个过程可谓屡屡受挫,但最终也找到了 合适的材料能制成薄膜 。
将薄膜绝缘体制造出来了,中村又将一些后续问题一一解决后,最终 ABF就出世了 。竹内和中村异常兴奋,他们将成品 带到CPU制造公司 ,但让人遗憾的是,这家公司婉拒了意气风发的竹内。
薄膜绝缘体的制造耗费了 竹内团队四个月的时间 ,而现在是这样的结果,有些团员已经开始离开了队伍。但是竹内并没有一次挫败就放弃,所以他没有直接解散团队,而是进行了重组,并对 ABF进行研究和改进 。
就这样,时间来到98年,一家半导体公司嗅到了ABF的前景,想要和竹内合作。在那之后, ABF开始作为半导体生产材料出现在半导体行业 ,很快就 取代了墨水成为主流基材 。
ABF的主要材料是味精生产中的 树脂材料 ,虽然研究时长并不是很长,花费力气也并不大。但是 可复制性却是极低 ,别的公司想要制造出ABF几乎不太可能。日本一家味精公司,卡着全球芯片的“喉咙”?
所以说现在我国这么“缺芯”,最开心的就是味之素,他们赚得也是最多的。而且,总体来说华为缺芯也不是因为漂亮国,而是 因为日本这家公司。一家日本味精公司,“卡脖子”全球芯片产业?
在过去几年里,“缺芯”是半导体行业的老大难,“扩产”则成了晶圆代工厂的常态。面对供应不足的行业现状,扩大产能、抢占市场成为了全球晶圆代工企业共同的选择。
先前半导体的技术竞赛,指的都是前段制程如何缩小尺寸,但现在几乎已达技术极限。据悉,半导体行业 游戏 规则正在改变,原本后段制程认为附加价值低,现在却和前段制程一样跻身热门领域;主要战场已移到后段制程,而不再是一味比线路的微细化了。
半导体若要功能更强、成本更低,就要另辟战场。这时候脱颖而出的就是后段工程的晶片3D封装技术,因可减少多余能源耗损,提高效率。例如讲究轻巧的智慧型手机、AR或VR用头盔等,都适合用到这种技术。此外,去年开始大家都在讲碳中和,也使这项技术高度受重视。日本半导体业者指出,原本节省能源就是非做不可的事,但3D封装技术现在变成最重要课题。
日本有多家企业拥有3D封装技术。材料方面包括昭和电工材料(前日立化成)、JSR、揖斐电(Ibiden)、新光电气工业等;制造设备有牛尾电机、佳能、迪斯科(Disco)、东京精密等,迪斯科和东京精密就独占半导体切割设备市场。这些企业及一些研究所和大学,都在台积电合作开发的名单内。
事实上,2020年秋季全球半导体大缺货时,电脑、 游戏 机等设备的后段工程材料就供不应求。当时揖斐电还为此决定投资1,800亿日圆增产高性能IC封装基板,预定2023年开始量产。业界人士透露,由于日本基板不足,曾导致部分外国半导体厂无法量产。
封装是指将完成前端工艺的晶圆切割成半导体的形状或对其进行布线。在业界,它也被称为“后段制程”。
尤其是英特尔和台积电等全球半导体巨头正在大举投资先进封装设备。根据市场研究公司 Yole Development 的数据,英特尔和台积电分别占据 2022 全球先进封装投资的公司 32% 和 27%。三星电子排名第四,仅次于台湾后端工艺公司 ASE。
英特尔已经在 2018 年推出了名为“Foveros”的 3D 封装品牌,并宣布将把这项技术应用到各种新产品中。它还设计了一种将每个区域组装成产品的方法,将其制作成tiles。2020 年发布的一款名为“Lakefield”的芯片就是采用这种方式制成的,并安装在三星电子的笔记本电脑中。
台积电最近也决定使用这项技术生产其最大客户 AMD 的最新产品。英特尔和台积电非常积极地在日本建立了一个 3D 封装研究中心,并从 6 月 24 日开始运营。
三星也在这个市场发力,在 2020 年推出了 3D 堆叠技术“X-Cube”。三星电子晶圆代工事业部总裁 Choi Si-young 在 Hot Chips 2021 上表示正在开发“3.5D 封装”去年六月。半导体行业的注意力为零,三星的这个工作组是否能够找到一种方法,使得三星与该领域的竞争对手保持领先。
随着前端节点越来越小,设计成本变得越来越重要。高级封装 (AP) 解决方案通过降低成本、提高系统性能、降低延迟、增加带宽和电源效率来帮助解决这些问题。
数据中心网络、高性能计算机和自动驾驶 汽车 正在推动高端性能封装的采用,以及从技术角度来看的演变。今天的趋势是在云、边缘计算和设备级别拥有更大的计算资源。因此,不断增长的需求正在推动高端高性能封装设备的采用。
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