سوق شبكة كرات الرقائق المقلوبة

نظرة عامة على السوق

وفقًا لشركة Reed Intelligence، من المتوقع أن ينمو حجم سوق Flip Chip Ball Grid Array بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 6.3% تقريبًا خلال الفترة المتوقعة.

اتصال الشريحة المنهارة المتحكم بها، والمعروف أيضًا باسم اتصال الشريحة القابلة للقلب، هو طريقة لربط القوالب مثل أجهزة أشباه الموصلات، ورقائق IC، والأجهزة السلبية المتكاملة، والأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS) بالدوائر الخارجية باستخدام نتوءات اللحام الموضوعة في منصات الشريحة.

تُعرف مصفوفات الشبكة الكروية التي تستخدم توصيلات الشريحة القابلة للانهيار، والمعروفة أحيانًا باسم الشرائح القابلة للقلب، باسم BGAs. إن نتوءات اللحام الموجودة على قمم منصات الشريحة هي ما يجعلها تعمل. توجد دوائر متكاملة على الرقاقة في بداية العملية. تحتوي الرقائق على منصات معدنية مع كرات لحام على كل منها. بعد تقطيعها، يتم قلب الرقائق بحيث تواجه كرات اللحام الدائرة الخارجية. بعد ذلك، يتم إعادة تدفق اللحام لتشكيل اتصال.

يعد قطاع أشباه الموصلات، الذي من المتوقع أن يتطور بشكل أكبر بسبب الطلب المتزايد على الأجهزة الإلكترونية عالية الأداء مثل الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، المحرك الرئيسي لسوق أشباه الموصلات عالية الأداء. كما تم دفع الحاجة إلى الأدوات الكهربائية عالية الأداء من خلال الاستخدام المتزايد للذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي وتحليلات البيانات الضخمة.

ديناميكيات السوق

محركات سوق مجموعة كرات الرقائق المقلوبة

• أداء عالي FCBGA

يعد الأداء الكهربائي أمرًا بالغ الأهمية نظرًا لأنه يؤثر على سرعة الجهاز وموثوقيته. نظرًا لأن تقنية FCBGA تمكن من توصيلات أقصر بين شريحة أشباه الموصلات والحزمة، مما يقلل من مقاومة وسعة التوصيلات، فإنها تقدم أداءً كهربائيًا متفوقًا. ونتيجة لذلك، يتم تعزيز سلامة الإشارة وزيادة سرعات نقل البيانات.

• التصغير
  

تُستخدم تقنية FCBGA بشكل متكرر في المنتجات الإلكترونية الصغيرة بما في ذلك الهواتف المحمولة والأجهزة اللوحية والتكنولوجيا القابلة للارتداء نظرًا لصغر حجمها. وفي تطبيقات الكمبيوتر عالية الأداء مثل وحدات معالجة الرسومات (GPUs) ووحدات المعالجة المركزية (CPUs)، حيث يكون تقليص الحجم ضروريًا لتبديد الحرارة بشكل فعال والمعالجة السريعة، تُستخدم تقنية FCBGA أيضًا .

• تحسين سلامة الإشارة

أحد التفسيرات لذلك هو أن التوصيلات الكهربائية المباشرة لتكنولوجيا FCBGA بين IC وPCB قد تؤدي إلى مسارات إشارة أقصر، مما يقلل من احتمالية تدهور الإشارة نتيجة للتداخل أو الضوضاء. بالإضافة إلى ذلك، تعمل كرات اللحام الصغيرة في FCBGA على تمكين كثافة عالية من توصيلات الإدخال/الإخراج، مما قد يعزز عزل الإشارة ويقلل من التداخل.

قيود سوق مجموعة كرات الرقائق المقلوبة

• التغليف باهظ الثمن

إن سعر عبوات FCBGA مقارنة بطرق التغليف الأخرى هو أحد القيود المهمة. تعد المراحل الإضافية مثل الارتطام والاختبار والتنظيف جزءًا من عملية تصنيع عبوات FCBGA، والتي قد ترفع التكلفة النهائية. وبسبب هذا، غالبًا ما تكون عبوات FCBGA أكثر تكلفة من خيارات التغليف البديلة مثل عبوات رباعية مسطحة بدون أسلاك (QFN) أو مجموعة شبكة الكرات البلاستيكية (PBGA).

• التكلفة العالية

إن تكلفة إنتاج واختبار هذه الأجهزة هي أحد العوائق الرئيسية أمام صناعة FCBGA. تستخدم تقنية FCBGA تقنيات إنتاج باهظة الثمن ومتطورة بما في ذلك الطباعة الحجرية، والتذهيب، وربط الرقاقة. إن عمليات الاختبار ومراقبة الجودة لأجهزة FCBGA معقدة للغاية وتستغرق وقتًا طويلاً، مما يزيد التكلفة الإجمالية بشكل أكبر.

• مسابقة

هناك العديد من الشركات التي تتنافس على حصة السوق في صناعة FCBGA شديدة المنافسة. قد يواجه المصنعون ضغوطًا في الأسعار وانخفاضًا في هوامش الربح نتيجة لهذا التنافس، وخاصة أولئك الذين لا يستطيعون تحقيق اقتصاديات الحجم. أيضًا، قد يجد المنافسون الجدد صعوبة في ترسيخ وجودهم في السوق بسبب المنافسة الشرسة.

فرص سوق شبكة كرات الرقائق المقلوبة

• تحسين الأداء

بالمقارنة مع الأنواع الأخرى من حزم أشباه الموصلات، فإن أجهزة FCBGA مصممة لأداء أفضل. حيث يتم تحقيق إدارة أفضل للحرارة وأداء أفضل للإشارة من خلال بنية الشريحة القابلة للقلب ، مما قد يؤدي إلى تشغيل أسرع وأكثر فعالية. وبسبب هذا، فإن أجهزة FCBGA مطلوبة بشدة في مجالات مثل الذكاء الاصطناعي ومعالجة البيانات عالية السرعة والألعاب المتطورة.

• التخصيص

يتم توفير خيارات التخصيص من خلال تقنية FCBGA. ونظرًا لأن أجهزة FCBGA تتمتع بعامل شكل أصغر وأداء أفضل، فقد يبتكر المصنعون حلولاً فريدة لتطبيقات معينة من خلال تعديل التصميم بما يتناسب مع متطلبات العميل.

نطاق السوق

التحليل القطاعي

حسب نوع التغليف

• أقل من 8 طبقات

تُعرف دوائر FCBGA التي تحتوي على أقل من ثماني طبقات من التوصيلات داخل العبوة باسم دوائر FCBGA "أقل من ثماني طبقات". اعتمادًا على تعقيد الدائرة المتكاملة ومواصفات العبوة، يمكن أن يتغير عدد طبقات عبوة FCBGA.

• 8-20 طبقة

مجموعة الشبكة الكروية ذات الشريحة المقلوبة المكونة من 8 إلى 20 طبقة (FCBGA) عبارة عن شكل من أشكال حزمة الدائرة المتكاملة التي تحتوي على ما بين 8 إلى 20 طبقة من التوصيلات المترابطة وتربط القالب مباشرة بركيزة الحزمة باستخدام عملية ربط الشريحة المقلوبة.

التجزئة حسب التطبيق

• وحدة المعالجة المركزية

لأسباب عديدة مختلفة، يتم استخدام عبوات شبكة كرات الرقائق المقلوبة (FCBGA) بشكل متكرر في وحدات المعالجة المركزية (CPU). يمكن لوحدات المعالجة المركزية عالية الأداء الاستفادة من عبوات FCBGA لأنها تتمتع بفوائد مختلفة مقارنة بتقنيات التغليف الأخرى مثل ربط الأسلاك والتركيب عبر الفتحات.

• ASIC

لعدة أسباب، تُستخدم عبوات شبكة الكرات ذات الشريحة المقلوبة (FCBGA) بشكل متكرر في الدوائر المتكاملة المخصصة للتطبيقات (ASICs). وبالمقارنة بتقنيات التغليف التقليدية مثل الربط السلكي أو التركيب عبر الفتحة، تتمتع عبوات FCBGA بعدد من الفوائد، مما يجعلها مثالية للاستخدام في الدوائر المتكاملة المخصصة للتطبيقات عالية الأداء.

التحليل الإقليمي

يتم تقسيم سوق Flip Chip Ball Grid Array العالمي حسب المنطقة مثل أمريكا الشمالية وأوروبا وآسيا والمحيط الهادئ وأمريكا اللاتينية والشرق الأوسط وأفريقيا.

أمريكا الشمالية

نظرًا لوجود العديد من كبار منتجي أشباه الموصلات، بما في ذلك Intel Corporation وNivia وTexas Instruments، فضلاً عن الطلب الهائل على التكنولوجيا المتطورة عبر مجموعة متنوعة من القطاعات، فإن أمريكا الشمالية تعد سوقًا مهمًا لتكنولوجيا FCBGA . ونظرًا للاستخدام المتزايد للذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء والسيارات ذاتية القيادة، فمن المتوقع أن تشهد المنطقة تطورًا كبيرًا في سوق FCBGA.

أوروبا

ومن بين الأسواق الكبيرة الأخرى لتكنولوجيا FCBGA أوروبا، التي من المتوقع أن تشهد توسعًا سريعًا في السنوات القادمة. وتعتمد شركات السيارات والفضاء التي تتمتع بحضور إقليمي كبير، مثل فولكس فاجن إيه جي وستيلانتس إن في ومرسيدس بنز جروب إيه جي، على تكنولوجيا FCBGA للحصول على تكنولوجيا استشعار متطورة وحوسبة عالية الأداء. ومن المتوقع أيضًا أن تزداد حاجة المنطقة إلى تكنولوجيا FCBGA بسبب الطلب المتزايد على الإلكترونيات الاستهلاكية.

آسيا والمحيط الهادئ

تعد منطقة آسيا والمحيط الهادئ أكبر وأسرع أسواق تكنولوجيا FCBGA نموًا. حيث تحظى الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وغيرها من الأدوات الإلكترونية بطلب كبير في المنطقة، حيث تتمتع شركات أشباه الموصلات مثل Tianyu Semiconductor وSpectron Technologies بتمثيل جيد. وتشمل الدول الرئيسية المنتجة للأدوات الإلكترونية الصين واليابان وكوريا الجنوبية وتايوان، وتتوسع صناعة FCBGA في المنطقة نتيجة للطلب المتزايد على هذه المنتجات.

اللاعبون الرئيسيون

1. شركة آي بي إم
2. شركة إنتل
3. فوجيتسو المحدودة
4. 3م
5. شركة سامسونج للإلكترونيات المحدودة
6. امكور لتكنولوجيا التغليف
7. شركة تي إس إم سي المحدودة
8. تفاحة
9. شركة تكساس إنسترومنتس
10. تكنولوجيا AMD Amkor
11. فالترونيك
12. إس إف إيه سيميكون
13. يونيميكرون
14. تونغفو ميكروإلكترونيكس
15. تقنيات نيكس لوجيك
16. الأجهزة التناظرية (ADI)
17. رينيساس للإلكترونيات
18. باناسونيك

التطورات الأخيرة

أبريل 2022 - من المتوقع أن تقوم شركة Samsung Electro-Mechanics بتطوير مجموعة كرات شبكية قابلة للقلب (FC-BGA) لمعالجات أجهزة الكمبيوتر الشخصية من الجيل التالي من Apple. FC-BGA عبارة عن ركيزة أشباه الموصلات التي تربط شريحة أشباه الموصلات بالركيزة الرئيسية. ستقوم شركة Samsung Electro-Mechanics بتطوير المنتج ومن المتوقع أن تقوم بتوريده إلى Apple.