减缓过时:研究集成电路制造难题

任何半导体产品的“拼图”都有许多可能导致过时的部分。这些部分的范围从业务收入到组成半导体产品的任何一个子组件，如铸造工艺技术、封装、基板或引线框架、测试平台或设计资源。拼图部分通常包括任何给定半导体公司的整体企业或市场重点。对于半导体公司来说，市场焦点可能会随着时间的推移而改变，即使是长期的系统公司，比如客户，也可能不会改变其产品焦点。了解任何产品选择的长期可用性风险，原始组件制造商提供的部件编号远远超出各种市售工具提供的物料清单(BOM)健康报告。任何半导体产品的“拼图”都有许多可能导致过时的部分制造供应链如何影响产品的长期可用性?大多数旧的半导体产品都是用引线框架封装组装的，如DIP、PLCC、QFP和PGA。半导体市场已经从引脚框架封装转变为主要的产量驱动因素，转向基于基板的组件。为什么行业会远离引线框架组件?重要的是要解决装配地点的历史，利润空间，以及向不断提高的性能的转变，以充分理解为什么引线框架组件正在消失。上世纪80年代，海外组装开始真正兴起。这是在台积电凭借铸造技术占据主导地位之前。

海上组装主要是由成本驱动的，但也受到环境限制的影响，因为20世纪80年代的组装过程不像今天这样清洁。为了追求更高的利润率，许多引线框架供应商逐渐被淘汰出局，直到只有最大的供应商才能盈利。引线框架的利润率降至个位数，而大多数半导体公司的利润率趋于50%。引线帧数量在20世纪90年代和21世纪初达到顶峰，同时推动了高速IO和BGA组装的发明。高速IO(例如使用PCI-e、千兆以太网、SATA、SAS、s-Rio等)发现，线键限制了性能。即将上线的IO标准和其他新标准具有wire bond永远无法实现的性能路线图。随着设备速度的大大提高，这些设备的功能也大大增强了。

导线键将电源从芯片外部分配到核心。对于20世纪90年代获得的高性能产品，从模具外部为设备供电是不够的。bga中的倒装芯片和衬底通过直接向核心提供电源并去除键合线来缓解功率分配挑战，从而通过高速SerDes标准实现更好的信号完整性。21世纪初，由于引线框架组件的产量下降，QFN组件出现在引脚数较低的封装中。qfn是基于基板的组件，主要大量使用线键合。快进到今天，引线框架组件的体积远远低于基于基板的组件。安装引线框架组件的最大成本是装饰和成型工具。随着引线框架体积的减少，更换引线框架饰件和模具的成本，加上离岸供应商的个位数利润率，给完全放弃引线框架组件带来了巨大的压力。

业界放弃引线框架组件的原因是，技术性能要求零线键，而继续小批量引线框架组件的成本是压倒性的。业界放弃引线框架组件的原因是，技术性能要求零线键，而继续小批量引线框架组件的成本是压倒性的。一旦组装解决方案就位，测试解决方案也必须是可行的。考虑在测试技术中出现的相同趋势，以实现向基板组装测试的过渡，其中存在的断开可能导致过时。用于生产测试的最新处理程序主要面向基于基板的组件。降低量产成本的努力目前都是基于基板组装。随着产量的减少，在OSAT地点进行小批量生产的测试不太可行，特别是如果该产品是基于引线框架的。

假设晶圆可用性，如果公司简单地收购现有的OSAT供应链以继续提供相同的半导体产品会怎么样?罗彻斯特电子公司认为这是一个短期的解决方案。记住我们已经检查过的制造拼图，从引线框架和组装到测试。如果OSAT链中的任何一个环节在经济上被认为是不可行的，那么预计会出现淘汰事件。由于任何支持OSAT供应链管理的公司都无法像原始半导体公司那样推动产品数量，因此过时的风险会增加。

因此，该公司无法利用相同水平的产品延续。在短期内，OSAT链管理可以使产品保持生产，但通常不具有长期可行性。与授权的半导体制造商合作可以降低组件过时或EOL的风险。获得许可的制造商可以生产不再由OCM供应的设备。当一个组件停产时，剩余的晶圆和模具、组装过程和原始测试IP将由OCM转移给许可制造商。这意味着以前停产的组件仍然可以新制造，并且100%符合原始规格。不需要额外的资格或软件更改。