TSMC ร่วมมือกับ Ibiden และ Innolux เพื่อพัฒนาเทคโนโลยีการบรรจุภัณฑ์บนแผ่นฐานรองแก้ว; เปิดเผยข้อมูลการตรวจสอบความถูกต้องของเทคโนโลยีการบรรจุภัณฑ์ขั้นสูง CoPoS เป็นครั้งแรก

TradingKey - รายงานจาก Digitimes เมื่อวันที่ 16 มิถุนายนระบุว่า TSMC ( TSM) เปิดเผยเป็นครั้งแรกเมื่อเร็ว ๆ นี้ว่า บริษัทกำลังร่วมมือกับ Ibiden ซัพพลายเออร์วัสดุรองรับ (substrate) ชนิด ABF รายใหญ่ และ Innolux ผู้ผลิตจอภาพ เพื่อร่วมกันตรวจสอบการใช้แผ่นรองกระจก (glass substrate) ในเทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์ขั้นสูงรุ่นถัดไปที่เรียกว่า CoPoS ความเคลื่อนไหวนี้บ่งชี้ว่าการแข่งขันในด้านบรรจุภัณฑ์ขั้นสูงกำลังขยายตัวจากกระบวนการระดับเวเฟอร์ (wafer-level) ไปสู่ระดับแผงวงจร (panel-level)

ในส่วนของปฏิกิริยาของตลาด หุ้นของ TSMC ที่จดทะเบียนในสหรัฐฯ ปิดพุ่งขึ้น 4.12% อยู่ที่ 441.40 ดอลลาร์เมื่อวันจันทร์ ขณะที่ Ibiden ซึ่งเป็นซัพพลายเออร์หลักด้านวัสดุรองรับบรรจุภัณฑ์สำหรับชิป AI ได้รับอานิสงส์จากการทะยานขึ้นของกลุ่มหุ้นที่เกี่ยวข้องกับ MLCC โดยราคาพุ่งขึ้นกว่า 19% เมื่อวันที่ 15 มิถุนายน แตะระดับสูงสุดเป็นประวัติการณ์ระหว่างวัน อย่างไรก็ตาม ในวันนี้ต้องเผชิญกับแรงเทขายทำกำไร ส่งผลให้สูญเสียแรงส่งขาขึ้นไป

[แนวโน้มราคาหุ้น Ibiden ณ วันที่ 16 มิถุนายน ที่มา: TradingView]

CoPoS ย่อมาจาก Chip-on-Panel-on-Substrate ซึ่งมุ่งเน้นไปที่การเปลี่ยนผ่านการบรรจุภัณฑ์จากกระบวนการระดับเวเฟอร์ทรงกลมแบบเดิม ไปสู่กระบวนการระดับแผงสี่เหลี่ยมที่มีพื้นที่ขนาดใหญ่ขึ้น ทั้งนี้ เทคโนโลยี CoWoS ของ TSMC ในปัจจุบันได้เข้าสู่การผลิตจำนวนมากในขนาดเรติเคิล (reticle) 5.5 เท่า และมีแผนจะขยายเป็น 14 เท่าภายในปี 2028 ซึ่งในจุดนั้นจะสามารถรวมไดประมวลผลขนาดใหญ่ได้ประมาณ 10 ชิ้นและสแต็ก HBM ได้ถึง 20 ชุด

เมื่อขนาดของบรรจุภัณฑ์ขยายใหญ่ขึ้น วัสดุรองรับแบบออร์แกนิกและซิลิคอนอินเตอร์โพเซอร์ (silicon interposer) แบบเดิมเริ่มเผชิญกับข้อจำกัดในด้านต่าง ๆ เช่น การบิดตัว (warpage) และการสูญเสียสัญญาณ ในขณะที่แผงรูปทรงสี่เหลี่ยมสามารถเพิ่มการใช้วัสดุจากไม่ถึง 70% ในระดับเวเฟอร์ เป็นมากกว่า 90%

แหล่งข่าวจากซัพพลายเชนระบุว่า ผลการจำลองจากความร่วมมือของทั้งสามฝ่ายแสดงให้เห็นว่า แผ่นรองกระจกสามารถปรับปรุงปัญหาการบิดตัวของบรรจุภัณฑ์ได้ 16%, ลดค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่มีประสิทธิภาพลง 19% และเพิ่มค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นที่มีประสิทธิภาพขึ้น 31% ส่วนในด้านความสมบูรณ์ของพลังงาน ความต้านทานลดลง 27% และค่าความเหนี่ยวนำลดลง 42% โดยตัวอย่างทดสอบใช้แผ่นรองแกนกระจกขนาด 0.8 มม. พร้อมข้อกำหนดการบรรจุภัณฑ์ CoW ขนาดเรติเคิล 5 เท่า และมีขนาดโดยรวม 85x110 มม. ซึ่งจัดอยู่ในกลุ่มบรรจุภัณฑ์ GPU สำหรับ AI ขนาดใหญ่ ทั้งนี้ ไม่พบปัญหาการบิดตัวที่รุนแรงหรือการแยกตัวของชั้นวัสดุ (delamination) ระหว่างการทดสอบ ในการเปรียบเทียบ TSMC ระบุว่าแผ่นรองกระจกสามารถ 'บางแต่มีค่า COP ที่ดีกว่า' ในขณะที่วัสดุรองรับแบบออร์แกนิกนั้น 'หนาแต่มีค่า COP ที่แย่กว่า'

ปัจจุบัน Ibiden เป็นซัพพลายเออร์วัสดุรองรับรายสำคัญของ NVIDIA ( NVDA) และ AMD ( AMD) สำหรับชิป AI และได้ประกาศแผนการลงทุนมูลค่า 5 แสนล้านเยนเพื่อขยายโรงงานในจังหวัดกิฟุ ส่วนการเข้ามามีส่วนร่วมของ Innolux นั้น ถูกมองว่าเป็นก้าวสำคัญสำหรับผู้ผลิตจอภาพในการเข้าสู่ภาคส่วนแผ่นรองกระจก เนื่องจากผู้ผลิตจอภาพมีความได้เปรียบโดยธรรมชาติในการประมวลผลกระจกขนาดใหญ่ และหลังจากการปรับปรุงสายการผลิตแล้ว จะสามารถจัดการกับแผ่นรองที่มีขนาดใหญ่กว่าพื้นที่ของเวเฟอร์หลายเท่าตัว

นาย ซี.ซี. เว่ย ประธานเจ้าหน้าที่บริหารของ TSMC เปิดเผยในการประชุมผู้ถือหุ้นเมื่อต้นเดือนมิถุนายนว่า บริษัทได้จัดทำสายการผลิตนำร่องสำหรับ CoPoS แล้ว และคาดว่าจะบรรลุการผลิตจำนวนมากในสเกลใหญ่ภายใน 2-3 ปีข้างหน้า ด้านแหล่งข่าวในอุตสาหกรรมชี้ให้เห็นว่า การนำแผ่นรองกระจกมาใช้แบบเต็มรูปแบบยังคงต้องแก้ไขปัญหาทางเทคนิคหลัก ๆ เช่น การเติมทองแดงสำหรับรูเชื่อมต่อผ่านกระจก (TGV), การควบคุมการบิดตัวของพื้นที่ขนาดใหญ่ และการเร่งอัตราผลตอบแทนจากการผลิต (yield ramp-up)