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Advanced Packages

Umsatz wächst um 37 Prozent pro Jahr

24. September 2024, 9:00 Uhr | Heinz Arnold

Der Markt für Advanced Packaging wird von 627 Mio. Einheiten im vergangenen Jahr bis 2029 auf 5,6 Mrd. Einheiten ansteigen – was einem Wachstum von 44 Prozent pro Jahr entspricht.

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Damit bleiben die Stückzahlen gegenüber Bauelementen in klassischen Gehäusen immer noch weit zurück, doch wegen ihrer hohen Komplexität liegt der durchschnittliche Verkaufspreis der Chips in Advanced Packages weit über dem der klassischen Komponenten. Deshalb prognostiziert Yole Intelligence für 2029 einen hohen Umsatz von 28,4 Mrd. Dollar. Das entspricht im Zeitraum zwischen 2023 (4,3 Mrd. Dollar) und 2029 einem durchschnittlichen jährlichen Wachstum von 37 Prozent.

3D-Stacking-Technologien (3DS) – dazu zählen HBM, 3D-NAND-Flash-Speicher, CBA-DRAMs (CMOS Bonded Arrays) – sowie die Silicon-Interposers werden 2029 laut Yole einen Anteil von über 70 Prozent am Gesamtmarkt erreichen. Die Analysten gehen davon aus, dass der Umsatz in diesem Sektor ab 2028 fallen wird, weil der Markt 2027 die Sättigungsphase erreicht haben wird. Das bedeute auch, dass 3DS den Zyklen stärker ausgesetzt sein wird als der 3D-NAND-Markt, der widerstandsfähiger gegenüber Preiseinbrüchen sei.

High-End-Performance Packaging wurde bisher vor allem in der Telekommunikations-Infrastruktur eingesetzt. In Mobiltelefonen ist das Advanced Packaging noch nicht so stark verbreitet, vor allem wegen der hohen Kosten. Yole hat aber drei Trends identifiziert, die den bisherigen Nischenmarkt künftig stark wachsen lassen:

Netzwerke in Datenzentren
HPC auf der Server- und Workstation-Ebene
Autonome Fahrzeuge

Die Unternehmen im Advanced-Packaging

Im Marktsegment des 2.5D-Packaging gehören dazu führende Halbleiterhersteller wie TSMC, Samsung und Intel sowie große OSATs wie ASE, SPIL, JCET und Amkor. Samsung, SK Hynix, Micron und YMTC tummeln sich im Markt der 3D-Speicher-Chips. TSMC ist der Marktführer im 3D-SoC-Sektor, Intel und Samsung werden über die nächsten Jahre hinzukommen.

Yole sieht Intel, Samsung und TSMC als Marktführer im High-end Performance Packaging an, die auch an der Spitze der technischen Entwicklungen stehen. Alle drei sind stark in Front-End-Prozessen und sie entwickeln Advanced-Packaging-Techniken, die näher an der Front-End-Fertigung angesiedelt sind als die traditionellen Back-End-Prozesse.

TSMC und Samsung haben laut Yole mit ihren Advanced-Packaging-Techniken bereits das Vertrauen von großen Kunden wie AMD, Nvidia und Apple gewonnen. Intel verwendete die im eigenen Haus entwickelten Advanced-Packaging-Techniken bisher, um die eigenen Produkte mit ihrer Hilfe herzustellen. Jetzt will Intel die eigenen Packging-Technologien auch am offenen Markt an anbieten, zumal das Unternehmen plant, sein Foundry-Geschäft auszugründen.

In Sektoren des unteren und der mittleren Advanced Packaging dominieren die OSATs. Die führenden OSATs tummeln sich auch auf den Gebieten des Ultra-High-Density Fan-Out-Packaging (UHD FO), der Mold-Interposers mit Redistribution Layer (RDL) und der embeded Si-Bridges. In den Higher-End-Advanced-Packaging-Technologien sind sie allerdings noch nicht vertreten. Hier dominieren Foundries and IDMs.

Chinesische Unternehmen haben wegen der Exportrestriktionen der USA keinen direkten Zugang mehr zu den Maschinen für die Fertigung von Chips, die mit Hilfe der modernsten Prozesse hergestellt werden, wie beispielsweise die Lithografiegeräte von ASML. Große amerikanische Anbieter von GPUs sind gezwungen, für den Verkauf nach China spezielle, weniger fortschrittliche Versionen zu entwickeln.

Als Reaktion darauf entwickelt SMIC – die größte Foundry Chinas – mit Hochdruck Prozessknoten, mit deren Hilfe immer kleine Strukturen realisiert werden können. YMTC hat beispielsweise das Hybrid-Bonding eingeführt und Jasminer dabei geholfen, einen DRAM-Die auf einem Logik-Die in seinem Kryptowährungs-Miner »X4 Q« unterzubringen. Es wird jedoch erwartet, dass YMTC aufgrund der schwarzen Liste der USA Marktanteile verlieren wird und seine führende Position an das japanische Unternehmen Kioxia abgeben könnte.

Es gibt keinen Überblick über das Tempo der Prozessknotenentwicklung in China, aber es gibt Anzeichen dafür, dass die einheimischen Unternehmen sich schnell anpassen, auch wenn sie nicht die neuesten Technologieknoten herstellen können.

Sicher ist, dass China enorme Anstrengungen unternimmt, um seine Halbleiterindustrie zu entwickeln. Vor 15 Jahren haben sich chinesische OSATs nicht mit komplexen Packaging-Techniken befasst. Das hat sich geändert: Inzwischen können sie 2,5D- und 3D-Verbindungen herstellen und Chiplets verarbeiten. Die chinesische Industrie holt schnell auf, einigen chinesischen Akteuren gelingt es laut Yole sogar, die Regulierungen zu umgehen.