من المتوقع أن تحقق صناعة التغليف المتقدمة تطورًا كبيرًا بفضل نموها غير المسبوق، مدفوعاً بالابتكار التكنولوجي والطلب المتزايد عبر قطاعات مثل الإلكترونيات والسيارات والاتصالات.
يتم دمج العديد من الشرائح شبه الموصلة في حزمة شريحة واحدة باستخدام مجموعة متنوعة من تقنيات التصنيع المعروفة باسم التغليف المتقدم لأشباه الموصلات. تخفض هذه الطريقة من التكلفة واستهلاك الطاقة بينما تعزز القدرات.
الطريقة شائعة الاستخدام في صناعة التغليف المتقدمة
يعد النظام داخل الحزمة (SiP)، والتعبئة على مستوى الشريحة بتقنية فان اوت (WLP)، والتكامل غير المتجانس (HI)، و2.5D، و3D-IC من أكثر الطرق استخدامًا على نطاق واسع في التغليف المتقدم. إن وضع الشرائح ذات الوظائف المختلفة بالقرب من بعضها يضيف المزيد من الفوائد لتنقيح استهلاك الطاقة وتحسين السرعة ودمج المكونات متعددة الوظائف في حزمة واحدة.
وتسيطر الشركات الرائدة في تصنيع الأجهزة المتكاملة مثل Intel وسامسونج وTexas Instruments على هذا القطاع من خلال منصات مبتكرة مصممة خصيصًا للتغليف المتقدم. تقدم هذه المنصات ميزات وفوائد مميزة تساهم في تشكيل مستقبل صناعة شبه الموصلات.
أجهزة إلكترونية عالية الأداء لتعزيز التغليف المتقدم
من المتوقع أن يؤدي الارتفاع في الطلب على الأجهزة الإلكترونية ذات الأداء العالي مثل الهواتف الذكية والأجهزة القابلة للارتداء وإنترنت الأشياء (IoT) إلى جانب التبني المتزايد لتقنيات مثل الجيل الخامس والذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء إلى زيادة نمو سوق التغليف المتقدم خلال الفترة المتوقعة 2023-2034. تعد تقنيات التغليف المتقدمة محورية في تلبية هذه المطالب.
القيادة الذاتية تصبح شائعة!
يركز التحول نحو المركبات الكهربائية ذات أنظمة القيادة الذاتية على أهمية تصغير شبه الموصلات. تعد القيادة الذاتية واحدة من أكثر المواضيع الشائعة في صناعة السيارات حاليًا. يعد استشعار محيط السيارة إحدى المشكلات التي يتم معالجتها من خلال عدد كبير من أجهزة استشعار الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة، والتي يتم تعزيزها من خلال تقنيات التغليف المتطورة. تتيح أنظمة الاتصالات الجيل الخامس في السيارات الكهربائية مجموعة متنوعة من الميزات التي تجعل القيادة أكثر أمانًا وراحة وكفاءة.
طلب متزايد على الخيارات الموفرة للطاقة
مع الطفرة الهائلة في الحوسبة السحابية وعمليات مراكز البيانات، أصبحت تصميمات شبه الموصلات الموفرة للطاقة مهمة للغاية. يتيح التغليف المتقدم إنتاج شرائح أصغر حجمًا وعالية الأداء تستهلك طاقة أقل وتولد حرارة أقل، مما يجعلها مثالية لمراكز البيانات الحديثة.
كما أن الطلب المتزايد على الخيارات الموفرة للطاقة في مراكز البيانات والبنية الأساسية للحوسبة السحابية، إلى جانب الاستثمارات المتزايدة في تصنيع أشباه الموصلات والمبادرات الحكومية التي تدعم إنتاج أشباه الموصلات المحلي سيدفع السوق إلى الأمام في المستقبل القريب.
اتجاهات حديثة تشكل التغليف المتقدم
الذكاء الاصطناعي: تتضح قدرة نماذج الذكاء الاصطناعي على إنتاج معلومات أو مواد أو حلول جديدة بمفردها في عصر الذكاء الاصطناعي التوليدي. تقدم تقنيات التغليف المتقدمة الأجهزة عالية الكفاءة المطلوبة في العصر الحديث، والتي يمكنها تحليل كميات هائلة من البيانات وإنتاج خوارزميات معقدة في الوقت الفعلي.
تقنية الجيل الخامس 5G: إن طرح تقنية الجيل الخامس لدعم شبكات الاتصالات المعقدة يتطلب استخدام أجهزة صغيرة وفعالة. تستفيد أجهزة الجيل الخامس من تقنيات التغليف المتقدمة كثيرًا، مثل التغليف على مستوى الشريحة (WLCSP) والتغليف المروحي حيث يؤدي إلى تحقيق أحجام أصغر، وتقليل استهلاك الطاقة، وتحسين إدارة الحرارة.
ركائز الزجاج الأساسية: إن أحد المجالات الواعدة لتحسين شرائح IC والتغليف المتقدم هو اعتماد ركائز الزجاج الأساسية. توفر هذه المواد أداءً وقابلية للتطوير لا مثيل لها للمرحلة التالية من تصميمات الشرائح والحزم. وبالرغم من العقبات، وكما هو الحال مع جميع التقنيات الجديدة، فإن الجهود المشتركة لرواد الصناعة والشركات الناشئة قد فتحت الباب أمام استخدام ركائز الزجاج على نطاق واسع في مجموعة متنوعة من الصناعات النهائية، مع استقبال شرائح وخوادم الذكاء الاصطناعي اهتمامًا خاصًا.
الإلكترونيات الاستهلاكية: من المتوقع أن يؤدي الارتفاع الكبير في الإلكترونيات الاستهلاكية بسبب التبني المتزايد للأجهزة الأصغر والأسرع والأكثر كفاءة في استخدام الطاقة مثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والإلكترونيات القابلة للارتداء إلى زيادة نمو سوق التغليف المتقدم.
تعد أنظمة الكاميرات المتعددة، وتقنية شاشات OLED، والاستشعار ثلاثي الأبعاد، ووحدات الجيل الخامس، والقدرة على الذكاء الاصطناعي، والواقع المعزز والافتراضي هي مجالات مهمة في التطوير الإلكتروني. يحتوي كل هاتف ذكي على ما يقارب 20 من أنظمة SiP. وبالنسبة إلى معالج التطبيق، يتم استخدام ثلاثة أنواع من التغليف بشكل متكرر، بما في ذلك تقنية الحزمة المروحية على العبوة (فات اوت) (حصريًا لشركة آبل)، وتغليف الشريحة المقلوبة على العبوة وتكديس الرقائق.
تسيطر الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية والأجهزة القابلة للارتداء وأجهزة الألعاب على سوق المستهلكين، حيث يبحث المستخدمون دائمًا عن ميزات عالية الأداء في تصميمات صغيرة الحجم وخفيفة الوزن. تلعب تقنيات صناعة التغليف المتقدم دورًا حاسمًا في التعامل مع هذه المتطلبات لأنها تسهل دمج وظائف أكبر في عوامل الشكل الأصغر مع زيادة الأداء الحراري والكهربائي.
استحوذ قطاع الإلكترونيات الاستهلاكية على أكبر حصة في السوق بنسبة 57.16% في عام 2023. كان الطلب المتزايد على منصات البث والاعتماد المتزايد على أجهزة التلفزيون الذكية المصممة لدعم هذه الخدمات هي الأسباب الرئيسية.
تعد صناعة التغليف المتقدمة جوهر التقدم التكنولوجي، حيث تعمل على تحفيز الابتكارات عبر مختلف القطاعات. بدءًا من تمكين التطبيقات التي تعمل بالذكاء الاصطناعي وصولًا إلى دعم تصغير مكونات السيارات، يعد التغليف المتقدم عامل تمكين رئيسي للمستقبل.
نمو السوق الإقليمي
يؤكد التقدم الإقليمي في أمريكا الشمالية ومنطقة آسيا والمحيط الهادئ على النشاط العالمي لهذه الصناعة الديناميكية.
وبسبب وجود عمالقة التكنولوجيا ومقدمي الخدمات السحابية مثل جووجل وميكروسوفت وأمازون، استحوذت أمريكا الشمالية على حصة سوقية كبيرة وصلت إلى 29.87% في عام 2023. إضافة إلى ذلك، من المتوقع أيضًا أن تساهم الاستثمارات المتزايدة في البحث والتطوير، مع التركيز المتزايد على تقنيات التغليف من الجيل التالي في نمو السوق الإقليمية.
وفي المقابل، من المرجح أن تنمو منطقة آسيا والمحيط الهادئ بأسرع معدل نمو سنوي مركب بنسبة 9.66% خلال الفترة المتوقعة، بالإضافة إلى أن الصين واليابان وكوريا الجنوبية وتايوان مراكز رئيسية لتصنيع شبه الموصلات. كما أنه من المرجح أن يساهم الارتفاع في إنتاج واستهلاك الإلكترونيات الاستهلاكية في النمو السوق الإقليمي.
صناعة التغليف المتقدم تشهد نمو وتوسع
من المتوقع أن ينمو سوق صناعة التغليف المتقدم كثيرًا في السنوات القادمة، بمعدل نمو سنوي مركب يتخطى 10% من عام 2024 حتى عام 2032. وقد تم تقدير قيمة السوق بأكثر من 34.5 مليار دولار في عام 2023، ومن المتوقع أن تصل إلى 61.3 مليار دولار بحلول عام 2033.
ومع ظهور تقنيات جديدة مثل تقنية الجيل الخامس وركائز الزجاج الأساسية، تستمر إمكانات التغليف المتقدم في التوسع. كما يتميز مسار نمو الصناعة بالابتكار المستمر والجهود التعاونية والالتزام الثابت بتلبية متطلبات التكنولوجيا العالمية.
