Tradicionalmente, el empaquetado ha sido considerado una parte de baja importancia y no crítica del diseño de un semiconductor. En el pasado, no era demasiado complicado y mantener los costos bajos era clave. Esto llevó al crecimiento de plantas de empaquetado en Asia. La mayoría de las grandes empresas de empaquetado son chinas continentales, taiwanesas o estadounidenses, y tienen operaciones en toda Asia.

Pero avanzar hacia nodos de proceso cada vez más pequeños es cada vez más costoso y difícil, por lo que se están desarrollando nuevas formas de continuar aumentando el rendimiento año tras año. Dado que China ha enfrentado ciertas restricciones en las herramientas y equipos que puede importar, tiene aún más razones para enfocarse en métodos para mejorar el rendimiento de los chips sin pasar a nodos de proceso cada vez más pequeños.

En pocas palabras, un paquete es un contenedor que contiene un dado de semiconductor. Protege el dado, puede ayudar a disipar el calor y conecta el chip a una placa de circuito impreso (PCB) u otros chips. El trabajo de empaquetado se realiza a menudo a través de un proveedor externo conocido como ensamblaje y prueba de semiconductores subcontratados (OSAT), aunque muchas de las principales fundiciones como TSMC ahora están expandiendo sus capacidades de empaquetado.

El empaquetado avanzado viene en muchas variedades. Es un término general utilizado para describir muchas técnicas nuevas: 2.5D / 3D, empaquetado de nivel de oblea de ventilador, paquete de escala de chip, antena en paquete y sistema en paquete, entre otros. A menudo, el objetivo es poder apilar, por ejemplo, dos chips de 7 nm para alcanzar el rendimiento de un chip de 3 nm.

Cuando se mira a la industria en su conjunto, China continental tiene alrededor del 38% del mercado mundial de empaquetado, la única parte de la cadena de valor de los semiconductores en la que lidera, y tres de las diez principales empresas a nivel mundial. Taiwán tiene seis empresas y Estados Unidos tiene una. La empresa líder de China continental, JCET, tiene una participación de mercado del 11,3% y ubicaciones en China, Singapur y Corea. Otros jugadores chinos incluyen TFME y Huatian.

Los OSAT más grandes del mundo, ASE de Taiwán y Amkor de EE. UU., Están muy involucrados en el empaquetado avanzado, pero como se mencionó anteriormente, no solo son los OSAT los que participan en el empaquetado, las fundiciones como Intel, TSMC y Samsung también están cada vez más involucradas.

Como se mencionó, JCET es la empresa de empaquetado más grande de China. Su sede se encuentra en Wuxi, que tiene la mayor cantidad de plantas de empaquetado de cualquier ciudad de China, y está en la provincia de Jiangsu, que tiene más que cualquier otra provincia. La sede de TFME también se encuentra en esta provincia, al igual que las plantas de importantes jugadores internacionales como ASE y Amkor.

El enfoque de JCET durante los últimos años y en el futuro es solo el empaquetado avanzado. A menudo enfatiza que el desarrollo de energía verde de China en áreas como vehículos eléctricos y energía solar crea oportunidades para el empaquetado avanzado, ya que se puede utilizar para garantizar el rendimiento confiable de los semiconductores de banda ancha utilizados en estas aplicaciones. Además, ayuda a mejorar la transmisión de señales en tecnologías inalámbricas como 5G y WiFi.

En cuanto a la financiación gubernamental, en el verano de 2023, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales anunció un plan para financiar de 10 a 20 proyectos de investigación a pequeña escala centrados en chiplets y empaquetado avanzado; comprometiendo 800,000 RMB por proyecto, alrededor de $ 110,000, y 7-10 proyectos más grandes, comprometiendo 3,000,000 RMB cada uno. Lo que resulta en un paquete de financiamiento de alrededor de $ 4 millones a $ 6.4 millones en los próximos cuatro años. Quizás esto no sea mucho dinero en comparación con lo que escuchamos que el gobierno chino invierte en otros lugares. Pero esta no es una investigación que requiere comprar miles de millones de dólares en equipos de fabricación de semiconductores. Estos son proyectos de investigación enfocados en aspectos clave del empaquetado avanzado, como la tecnología 2.5D / 3D, la arquitectura de interconexión y las tecnologías ópticas y de unión. El objetivo final de esta investigación es ayudar a mejorar el rendimiento del chip de uno a dos veces y crear equipos de investigación reconocidos internacionalmente. Es probable que los avances de dicha investigación se puedan trasladar a empresas como JCET con relativa facilidad dada la fuerte conexión entre el gobierno, las universidades y la industria.

Esta investigación también es importante para China desde una perspectiva de patentes. A partir de 2021, Corea, Taiwán y Estados Unidos lideraron a China continental en cuanto a solicitudes de patentes de empaquetado avanzado a nivel mundial, pero China no se está quedando atrás y ahora está por delante de Japón por un margen considerable. Aún tiene trabajo por hacer, ya que incluso dentro de China continental, las empresas taiwanesas tienen más patentes que las chinas continentales, 34% a 23%, e incluso las empresas estadounidenses tienen 16%.

A pesar de que esta industria aún no enfrenta restricciones de EE. UU., Las empresas de diseño chinas aún están preocupadas. Se ha informado que las empresas de diseño chinas están buscando utilizar plantas de empaquetado en el sudeste asiático, como la planta de ASE en Malasia, por temor a futuras restricciones que puedan enfrentar los proveedores de empaquetado chinos. Las empresas de empaquetado chinas deberían hacer más para establecer e invertir en plantas en el sudeste asiático como parte de su estrategia. No servirá