Lösungen zur langfristigen Verfügbarkeit von Komponenten
Viele Teile des „Puzzles“ der Halbleiterproduktion können zur Veralterung führen. Die Puzzleteile reichen von den Betriebseinnahmen bis zu den Komponenten, aus denen Halbleiterprodukte bestehen, wie z. B. der Gussprozesstechnik, Gehäuse, Substrate oder Leadframes, Testplattformen oder Design-Ressourcen. Aber es zählt auch die Geschäfts- oder Marktausrichtung eines Halbleiterunternehmens dazu. Diese Ausrichtungen eines Halbleiterunternehmens kann sich im Laufe der Zeit ändern, selbst wenn sich die Produktausrichtung eines Unternehmens oder Kunden mit langlebigen Produkten nicht ändert. Die von den Originalherstellern angebotenen Teilenummern gehen weit über die von den handelsüblichen Tools bereitgestellten Zustandsberichte der Stücklisten hinaus, um die langfristigen Verfügbarkeitsrisiken bei jeder Produktauswahl zu bewerten.
Wie wirkt sich die Lieferkette der Hersteller auf die langfristige Verfügbarkeit der Produkte aus?
Die meisten älteren Halbleiterprodukte werden in Leadframe-Gehäusen, wie z. B. DIP, PLCC, QFP und PGA, montiert. Heute hat sich der Halbleitermarkt von den Leadframe-Gehäusen als primärem Stückzahltreiber verabschiedet und bietet Substrat-Gehäuse an.
Warum setzt die Branche nicht mehr auf die Leadframe-Montage?
Um das zu verstehen, muss man sich die Geschichte der Montage-Standorte, der Gewinnspannen und den Trend zu immer höheren Leistungen ansehen.
Das Montage-Offshoring begann sich in den 80er-Jahren durchzusetzen. Das war noch vor der Dominanz von TSMC bei den Gusstechnologien. Bei der Entwicklung der Offshore-Montage spielten vor allem die Kosten eine Rolle, aber auch Umweltvorschriften, denn der Montageprozess war in den 80er-Jahren längst nicht so sauber wie heute. Das Streben nach größeren Gewinnspannen verdrängte unzählige Leadframe-Anbieter vom Markt, bis nur noch die größten Anbieter rentabel waren. Die Gewinnspanne der Leadframes wurde einstellig und die Margen der meisten Halbleiterhersteller erreichten die 50 %. Die Leadframe-Massenproduktion erreichte in den 90erjJahren und Anfang 2000 ihren Höhepunkt, zeitgleich mit dem Vorstoß in Richtung Hochgeschwindigkeits-EA und der Erfindung der BGA-Montage. Drahtbonds beschränkten zunehmend die Leistung der Hochgeschwindigkeits-EA, wie z. B. bei PCI-e, Multi-Gigabit-Ethernet, SATA, SAS, s-Rio und anderen. Die EA-Standards und andere neue Standards, die in Betrieb genommen werden, hatten Leistungsvorgaben, die mit Drahtbond niemals hätten erreicht werden können. Mit der Geschwindigkeit der Produkte erhöhten sich auch die Leistungsanforderungen.
Beim Drahtbonding fließt der Strom von außerhalb des Chips zum Kern. Für die Hochleistungsprodukte, die in den 90er-Jahren hergestellt wurden, war die Stromversorgung von außerhalb des Die jedoch nicht ausreichend. Flip-Chip und Substrate in BGA lösen das Stromversorgungsproblem, indem sie den Kern direkt mit Strom versorgen. Die Bonddrähte entfallen und das ermöglicht eine bessere Signalintegrität mit Hochgeschwindigkeits-SerDes Standards. Als die Stückzahlen der Leadframe-Montagen Anfang der 2000er-Jahre sanken, kamen die QFN-Montagen für Gehäuse mit geringer Pinzahl auf. QFN sind Substrat-Montagen, für die meistens große Mengen Drahtbond verwendet werden. Heute sind die Stückzahlen der Leadframe-Montagen viel geringer als bei den substratbasierten Montagen. Die größten Kosten verursachen bei der Leadframe-Montage Zuschnitt- und Formgebungswerkzeuge. Die zurückgegengenen Stückzahlen der Leadframes, die hohen Kosten für den Ersatz der Zuschnitt- und Formgebungswerkzeuge bei einstelligen Gewinnspannen der Offshore-Anbieter setzten die Hersteller der Leadframe-Montagen stark unter Druck.
Die Antwort, warum die Branche sich von der Leadframe-Montage verabschiedete, liegt also auf der Hand. Die Leistungstechnologie verlangte Montagen ohne Drahtbonds und die Kosten für die Herstellung der geringen Leadframe-Stückzahlen waren nicht mehr zu bewältigen.
Rochester Electronics ist sich dessen bewusst und hat diese Trend vorhergesehen. Deshalb hat das Unternehmen sowohl in Leadframe-Montage als auch in die substratbasierte QFN- und BGA-Montage investiert. Das war ein logischer Schritt angesichts der Milliarden vorrätiger Die und Wafer, von denen die meisten Leadframe-Montagen sind. Rochester investiert nicht nur in teure Zuschnitt- und Formgebungswerkzeuge für PLCC-Gehäuse, die vom größten Montagehaus der Welt nicht mehr hergestellt werden, sondern wir haben auch ein langfristiges Montagewerk in den USA für fast alle Montagetypen, die es gibt.
Es wird nicht nur eine Montage-Lösung benötigt, sondern auch eine Prüfungslösung. Wir sehen hier die gleichen Trends in der Prüftechnologie beim Übergang zur Prüfung von Substrat-Montagen. Auch hier gibt es Unterbrechungen, die zur Veralterung führen können. Die neueste Produktionsprüfungstechnik ist vorwiegend auf die Prüfung substratbasierter Montagen ausgerichtet. Die Bemühungen zur Kostenreduzierung in der Massenproduktion konzentrieren sich alle auf die Substrat-Montage. Prüfungen für die Produktion von kleineren Stückzahlen an einem OSAT-Standort sind bei sinkenden Stückzahlen weniger praktikabel, insbesondere wenn es sich um ein Produkt auf der Basis von Leadframes handelt.
Nehmen wir an, die Wafer sind verfügbar. Was geschieht, wenn ein Unternehmen eine vorhandene OSAT-Lieferkette übernimmt, um die Produktion desselben Halbleiterprodukts fortzusetzen?
Rochester Electronics ist der Ansicht, dass das eine kurzfristige Lösung ist. Denken Sie an die Puzzleteile der Herstellung, die wir uns angesehen haben, von Leadframes bis zu Montage und Prüfung. Wenn nur ein Kettenglied der OSAT-Lieferkette als nicht rentabel betrachtet wird, sind Probleme mit der Veralterung unvermeidlich. Das Obsoleszenz-Risiko erhöht sich auch, wenn die Unternehmen in der OSAT-Lieferkette nicht in der Lage sind, so hohe Stückzahlen zu produzieren wie der Originalhersteller der Halbleiter. Diese Unternehmen können nicht das gleiche Maß an Produktkontinuität gewährleisten. Das OSAT-Lieferkettenmanagement kann die Produktion kurzfristig am Laufen halten. Es ist aber in der Regel keine langfristige Lösung.
Als lizenzierter Hersteller von Halbleitern hat Rochester mehr als 20.000 Produkte hergestellt. Mit einem Lagerbestand von mehr als 12 Milliarden Chips hat Rochester Kapazitäten für die Herstellung von mehr als 70.000 Produkttypen.
Seit mehr als 40 Jahren versorgt Rochester in Zusammenarbeit mit mehr als 70 führenden Halbleiterherstellern unsere geschätzten Kunden als kontinuierliche Bezugsquelle für wichtige Halbleiter.
Rochester bietet die ganze Palette von Fertigungsdienstleistungen an:
- Design-Dienstleistungen: Wir können das Originalprodukt replizieren und vermeiden dadurch langwierige und teure Neuqualifizierung, Neuzertifizierung oder ein Redesign des Systems. Das Endprodukt ist ein Ersatz mit vollem Funktionsumfang und in passgenauer Form, das garantiert den ursprünglichen technischen Datenblättern entspricht.
- Waferlagerung: Unser Angebot der nächsten Generation umfasst ISO-7/10K-zertifizierte Umgebungen mit Stickstoffüberwachung, sicheren Räumen und Einzelschränken, Trockenboxen aus Edelstahl mit Mikroprozessor-Feuchtigkeitsregelung.
- Waferbearbeitung: Wir bieten Hinterschleifen, (BSG), Dicing, Dice-Inspektion und Sortierung mit hochmoderner Ausrüstung in unseren Anlagen in Newburyport, MA, an.
- Montagedienstleistungen: Wir bieten die gesamte Palette, einschließlich Quick Turn IC-Gehäusemontage, hermetische Montage, Kunststoffmontage, Veredelung von Komponentenanschlüssen, Gehäuse-, Substrat- und Leadframe-Replikation mit einer Vielzahl von Anschlüssen an, wie z. B. Sn, SnPb und RoHS.
- Prüfungsdienstleistungen: Wir bieten eine Reihe von qualitativ hochwertigen Prüfungsdienstleistungen an, darunter Prüfungen von Analog-, Digital-, Mixed-Signal-, Speicherkomponenten, aber auch Leistungsprüfungen, mit einer Reihe von Legacy-Plattformen bis hin zu fortschrittlichen Prüfungslösungen.
- Analysedienstleistungen und Zuverlässigkeitsprüfungen: Unsere Stresstest-Expertise ermöglicht unseren Kunden die Beschleunigung potenzieller Ausfallmechanismen, die Ermittlung von Fehlerursachen und Maßnahmen der Ausfallprävention. Zu unseren Analysedienstleistungen gehören elektrische Analysen, Werkstoff- und Polymeranalysen.
Erfahren Sie mehr über die Fertigungslösungen von Rochester
Sehen Sie sich das Video an, um mehr über die Fertigungskapazitäten von Rochester zu erfahren
