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Calumet致力UHDI市场

十二月 29, 2022 | I-Connect007
Calumet致力UHDI市场

Todd Brassard“我们了解通过第一手经验所了解的。我们没有可靠的方法来衡量我们超越同行的发展,因此我们没有花太多时间去担心。相反,我们专注于尽自己的责任,与客户和供应商合作,了解并推动可能的一切。”

我们对目前市场的UHDI调查越多,高阶封装就越会成为对话的一部分。为实现整体成功,这两种新兴前沿技术需要相互依赖。UHDI是制造高阶封装的方法,载板正在为UHDI能力创造市场。

然而,还有很多问题需要解决。在最近的IPC高阶封装研讨会上,一位会议组织者表示,他希望这次活动能够帮助改善沟通。但是相反,随着会议的进行,需求的规模和范围以及满足需求的挑战却越来越大。I-Connect 007编辑团队在此次研讨会之前采访了Calumet公司Todd Brassard和Meredith LaBeau,在与他们的谈话中,也存在同样的模糊感。

 

Nolan Johnson:UHDI正在为我们的行业带来曙光。当然,IC设计及制造发展趋势将推动行业实现比现在更小的特征,因此这将是行业需要做出响应的事情。从全球来看,Calumet是一家小工厂,但你们一直致力开发UHDI生产能力。是否可以详细介绍你们的开发工作?

 

Todd Brassard:你可以称之为美国而进行的创新,但事实上,UHDI是一项已有20年历史的技术,美国正在追赶离岸制造商。当我第一次尝试了解载板是什么时,我最初的领悟和观点大多来自于1990年的一篇博士论文《有机载板制造倒装芯片组件的质量问题》(Quality concerns in manufacturing flip chip assemblies with organic substrates)。这是一篇30多年前发表的论文。我想,“美国PCB行业怎么可能陷入困境30年了?”现在大家都知道这个问题的答案。

 

Happy Holden:在那期间,我听说南亚花了4亿美元建造了一座新工厂来生产这类载板。谁听说过一家耗资4亿美元的PCB工厂?所有车间都达到了100级,共11层楼,每台AOI机器的成本为150万美元。

 

Brassard:为了生产载板,一定数量的资本投资是不可避免的,但对于某些类型的载板,PCB制造商拥有90%所需的设备,尽管人们很快发现,对于载板(即使不是全部,也是大多数载板),UHDI能力是先决条件。

 

Johnson:能把一家PCB工厂改造为载板工厂吗?或者需要先把它建成一家载板工厂吗?

 

Brassard:在回答这个问题之前,必须首先了解有各种各样的高阶封装结构和具有许多复杂级别的相关类型载板;美国PCB制造商肯定可以最低的资本投资实现一些电路板的生产,但更复杂的设计需要大量的资本支出投资。在未来几十年内,对于生产现有、未来的载板,美国需要达到什么级别的技术水平?拥有适当设备、工程师和劳动力的适当PCB制造商将能够在相对较短的时间内提出解决方案,以满足一定比例的行业即时需求。

但我相信,一部分美国PCB制造商能够并将及时赶上并超越离岸制造商的能力——不是产能或大规模经济,而是令人难以置信的小批量高阶技术。我们面前的道路正在形成,美国将缩小差距,超越SOTP和SOTA的狭义定义,重新开始创新。让我们记住,随着微电子技术的不断缩小,更多的系统设计将构建在载板上,而不是PCB上。

 

Meredith_LeBeau_Calumet_1122 Meredith LaBeau:随着技术推动小型化和异构集成发展,今天的PCB将成为未来的载板似乎是很自然的。扇出技术的需求将推动载板中的积层概念。我们已经见证了从HDI 到UHDI积层及载板的技术发展。这可能是可以重置技术曲线,允许创新的制造技术出现。

 

Johnson:这是最前沿的技术,并从它开始的地方重新回归。

 

Brassard:对于美国是前沿技术,但对于亚洲来说已有20年历史的技术。美国PCB制造商投资载板所需的是需求信号。我们希望在美国构建何种类型的高阶封装?支持单个芯片、数十个小芯片或更高阶的2.5D和3D集成载板,数量是多少?有趣的是,美国OEM正在寻找美国制造商,希望他们不要“恢复并复制”离岸市场上可能发生的事情,而是推动超越SOTA和开拓性的新技术,不受创新限制,打破条条框框,以实现新能力。我只是希望《CHIPS法案》的资助对象是整个微电子生态系统,包括载板和电路板。

我一直听说《CHIPS法案》所提供的资金是百年一遇,但亚洲似乎每年都在进行这些投资。中国正在投资数十亿美元建设其制造业基础设施,美国也应该这样做,将拥有不断发展技术的管道需求视为基础设施,如同修建高速公路。对不断发展技术的需求是一种基础设施形式,在这种基础设施中,必须始终保持美国工业基础内的发展和创新能力,就像穿越美国需要的公路一样。但我们如何重建一个更具韧性的工业基础,并防止其再次走向海外?

 

Johnson:第一次发生走向海外是因为股东价值。第二次是因为产能不足。如何使产能到位?

 

Brassard:“产能”一词不能用在一般意义上。EA曾告诉我,“如果把电路板称为绿色产品,那么美国就有产能,但当绿色产品成为一项具有挑战性的生产技术时,就遇到了产能问题。”

 

Johnson为什么我们不能将生产能力推进到更复杂的工艺?

 

Brassard:我们应该这样做,但需要资本投资。还必须有需求信号来触发这种投资。

 

Johnson:现在有资金,是不是投资的佳机?

 

Brassard:《芯片法案》的大部分资金都投向了芯片。但芯片不会在系统的封装和集成之外飘浮或发挥功能,就像在没有赛车其他组成的情况下,模块上的一级方程式赛车引擎不会在赛道上超速一样。为了赢得比赛,需要包括载板和电路板在内的整体跟上大功率引擎即芯片的发展步伐。

 

Johnson:现在,在我们的行业中,有很多工作要做。

 

Brassard:是的。除了对高科技的需求外,市场目前对传统电路板的需求非常丰富,不需要PCB工厂投资新技术来参与并盈利。尽管目前有机会做好常规工作,但我们认为,提升生产能力是合理的(如果不是必要的话)商业战略。我们希望吸引最优秀的工程师和最强的劳动力,成为一家充满为“国家利益”而工作的员工的公司,令人兴奋。

 

LaBeau:我们的主流理论是,如果只是一家生产PCB的工厂,没有创新、设计或开发新技术解决方案的空间,就无法维持一支富有且敬业的员工队伍。工程师们不会长期留在工厂。我们选择用年轻、聪明、富有创造力的工程师,以及每天为美好事业而努力工作的劳动力,来帮助将制造业创新带回美国,保护我们的国家,帮助美国用在美国生产的产品在全球范围内竞争。

 

Johnson:你是说那些决定专注生产常规PCB的工厂已经失去了技术优势?他们的员工不具备公司向前发展所需的技能?

 

LaBeau:并非完全如此。我们发现,参与及发展员工的技能至关重要。有些工厂做得很棒,特别是在高阶HDI领域。当工厂开始进入25微米以下领域时,你看不到多少国内技术,因为供应链还没有完全建立,有的会反馈:“我们可能有相应的解决方案,但很可能是在亚洲。”从这些反馈中,你可以对国内市场概况略知一二。

 

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Johnson在走上这条路之前,你不一定了解这条路会走向何方。

 

LaBeau:是的,我们不知道它会通往何种。我们正在思考与您现在正在思考的商业案例相同的问题。如果我们利用,那么利用什么?我们需要什么产能?我们是否有资金,是否希望有更多的资金支持?我们从客户那里了解到,他们正逐渐意识到希望使用美国制造的特定应用载板。这就是美国的市场定位。

 

Brassard:这是美国PCB制造商关注的切入点。一家生产数以百万计处理器的英特尔工厂可能希望附近有一家大型的更专注于中介板的工厂,但这并不是美国PCB行业走向实用性及伟大性之路的起点。相反,美国国防、航空航天、电信和医疗OEM正在寻找新型特定应用载板,以配合其高度专有和受保护的ASIC设计。如果在亚洲购买载板,必须符合他们的生产模式,其严苛的设计参数使其可达到99.96%的良率。因此,国内制造商有机会为OEM制造商生产亚洲不会或不能做的产品,即生产不符合亚洲模式的新型载板设计。

突然间,美国制造商又可以开始在美国制造。但是,PCB制造商能够多快地建立起经得起考验的能力?我们的方法,相比NASA,更接近SpaceX。我认为美国国家航空航天局(NASA)提前十年进行了研究,然后在第一次发射时就取得了成功,而SpaceX则不断在发射台上引爆火箭,直到他们找到成功的关键路径,用更少的时间和更低的成本即可发射。我们称之为“通过迭代创新”。因为我们是一家拥有内部能力的制造商,所以我们可以快速迭代,找到成功制造技术和创新方法的关键路径。请注意,这使得PCB生产厂在吸引客户、供应商、大学的过程中,成为了国内创新中心。

 

Johnson:Todd,你觉得开发过程更快、更便宜,还是两者兼而有之?

 

Brassard:两者都有,但结果会有所不同。我们有非常具有挑战性的设计,需要近十几次迭代才能解决,但也有需要3倍于多次迭代时间的设计。我们认为,公司要成功,首先及最重要的是正确的态度。接下来是有才华的工程师、适当的设备和不断进步的员工,他们了解自己的工作对公司、国家、社区和家庭的成功的重要性。

 

Johnson:美国是否有足够的产能可满足需求?

 

Brassard:我们相信,国内生产载板将有巨大的需求。如果有足够的需求,那么所有想要参与的制造商都可根据其生产能力来分得一杯羹。

 

LaBeau:必须有足够的国内产能,否则制造技术仍会发往亚洲,从而无法满足支撑美国微电子生态系统所需的“实验室到工厂”基础设施。

 

Johnson:制造厂需要做什么来支撑基础设施来实现这一目标?

 

Brassard:首先是需求信号,然后是小的研究,接着是明智的资本投资,需要投入工程时间来开发新的制程。如今,由于地缘政治的不稳定,美国政府似乎应该在加快美国制造商投资支出和工艺开发能力方面发挥作用,并提供需求信号,以便更快重建美国电子工业基地。正如我前面所说,需要像对待基础设施一样对待技术发展,就像修建道路一样。政府必须确保美国拥有源源不断的先进技术,以跟上世界其他国家的步伐,这些国家正在进行整体投资,并在工业能力和产能竞赛中获胜。政府必须进行投资或激励,直到经济能够接管。修通道路,繁荣就会随之而来。

 

由于篇幅原因,本文节选刊登,更多内容可点击这里查看,文章发表于《PCB007中国线上杂志》22年12月号,更多精彩原创内容,欢迎关注“PCB007中文线上杂志”公众号。

 

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