IC-Packaging als Wachstumsfeld Display-Hersteller in China und Taiwan experimentieren mit Chip-Packaging

Von Henrik Bork

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Chinas Display-Industrie entdeckt das Chip-Packaging als Chance, von dem schnellen Wachstum des Halbleitermarktes zu profitieren. Fortgeschrittene Prozesse kurz vor der Montage, mit denen die Leistung von Halbleitern auch ohne weitere Miniaturisierung gesteigert werden können, will man nicht länger den Chip-Herstellern allein überlassen.

Bevor die fertig prozessierten ICs auf den Wafern in der Elektronikfertigung eingesetzt werden können, müssen sie gehäust werden. Dieses Packaging hat sich vom kaum beachteten letzten Schritt in der Chipfertigung zu einer eingnständigen Hightech-Industrie entwickelt.
Bevor die fertig prozessierten ICs auf den Wafern in der Elektronikfertigung eingesetzt werden können, müssen sie gehäust werden. Dieses Packaging hat sich vom kaum beachteten letzten Schritt in der Chipfertigung zu einer eingnständigen Hightech-Industrie entwickelt.
(Bild: TSMC)

Chinesische Bildschirm-Hersteller wie die „BOE Technology Group“ in Peking und die Firma „China Star Optoelectronics Technology“ in Shenzhen arbeiten mit eigenen Teams an dem Versuch, ihre Panel-Produktionslinien so umzubauen und zu erweitern, dass sie für Chip-Packaging eingesetzt werden können, berichtet die Wirtschaftszeitung Nikkei Asia.

Auch große Hersteller von LCD- und OLED-Bildschirmen in Taiwan, darunter Innolux und AUO, arbeiten bereits seit einigen Jahren an eigenen Packaging-Verfahren. Hier geht es vor allem darum, neue Geschäftsfelder zu erschließen und dem Druck sinkender Margen und einer fortschreitenden Sättigung des Marktes mit Endgeräten zu entkommen.

IC-Packaging: Vom Rand in den Fokus

Chip-Packaging ist der letzte Schritt im Produktionsprozess, bevor die Halbleiter auf Leiterplatten montiert und in Endgeräten wie Handys oder Computern verbaut werden (der „Module Assembly“). Es ist nur einer von vielen Schritten im Produktionsprozess von Chips nach Design, Prototyping und Testing, Patterning, Deposition, Planarization, Etching, Cleaning und Doping – und früher galt er eigentlich als nicht so zentral.

Doch während das „Moore‘sche Gesetz“ der Miniaturisierung allmählich an seine Grenzen stößt (und diese bislang immer wieder überwindet), hofft die Elektronikindustrie seit einigen Jahren, dass durch das Kombinieren von Chips mit raffinierten Packaging- und Stacking-Methoden auch weiterhin Leistungssteigerungen möglich sein werden. Verschiedene Arten von Chips können zu einem einzelnen, dann aber viel leistungsstärkerem Modul kombiniert werden.

Zunehmende Konvergenz zwischen den Halbleiter- und Elektronikhersteller

Internationale Chipkonzerne wie Intel, Samsung Electronics oder auch der taiwanesische Auftragshersteller TSMC entwickeln daher schon seit Jahren neue Packaging-Technologien. Dass nun aber auch Display-Hersteller in das „neue Zukunftsfeld“ Chip-Packaging vordringen, ist ein Beispiel für den Trend der Konvergenz zwischen den Halbleiter- und Elektronikindustrien. Traditionelle Grenzen verschwinden, einst getrennte Bereiche der Fertigung fusionieren, die Arbeit wird neu aufgeteilt.

Besonders aggressiv stößt der führende chinesische Display-Hersteller BOE in neue Bereiche des Chip-Packaging vor. Die „Beijing Oriental Electronics Group” ist einer der größten Hersteller von Bildschirmen der Erde. Schon 2017 hat BOE das taiwanesische Chip-Packaging-Unternehmen Chipbond übernommen.

Seither hat BOE immer mehr Geld in verschiedene Prozesse der Halbleiter-Herstellung investiert und auch „mit Huawei bei der Entwicklung fortgeschrittener Chip-Packaging-Technologien kooperiert”, heißt es in dem Bericht von Nikkei Asia.

Packaging-Maschinen: Kein US-Monopol

Für Huawei hat modernes Chip-Packaging den zusätzlichen Reiz, dass die dafür erforderlichen Geräte nicht so stark von US-amerikanischen Firmen monopolisiert sind. Seit Washington im Jahr 2019 begonnen hat, Huawei den Zugang zu fortgeschrittenen Halbleitern und auch modernsten Maschinen zu ihrer Herstellung abzuschneiden, sucht der chinesische Tech-Konzern fieberhaft nach Alternativen.

Gemeinsam mit Huawei experimentiert BOE nun mit neuen Methoden des Chip-Packaging auf der Panel-Ebene. Dabei werden die Chips auf Substraten montiert, die Display-Panels sehr ähnlich sind und nicht auf den üblichen Wafern. Ein ähnlicher Ansatz wird beispielsweise auch bei Powertech Technology eingesetzt, dem weltgrößten Packaging-Dienstleister von Memory Chips.

„Fan Out Chip Packaging“ auf Panel-Ebene

Innolux in Taiwan, einem großen Display-Lieferanten von Konzernen wie Samsung, Toshiba, LG oder Sony, macht ebenfalls Fortschritte mit eigener Forschung & Entwicklung beim Chip-Packaging. Unter anderem setzt es große Hoffnungen auf das sogenannte Fan-Out Chip Packaging auf der Panel-Ebene. Ein entsprechendes „FOPLP“-Verfahren soll einem Bericht von Digitimes Asia noch in diesem Jahr in kleineren Serien in der Produktion von Innolux zur Anwendung kommen.

Die Zahl solcher Projekte nimmt zu, sie entwickeln sich zu einem neuen Trend in der chinesischen und taiwanesischen Display-Industrie. CSOT, kurz für die „TCL China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd.”, habe sich auch schon einen Maschinenpark zugelegt und mit Machbarkeits-Studien zum eigenen Chip-Packaging begonnen, berichtet Nikkei Asia. Der schnell wachsende chinesische Bildschirm-Hersteller beliefert unter anderen Xiaomi.

Alle genannten Display-Produzenten seien noch einige Zeit von einer Serienproduktion mit größeren Volumen entfernt, ist von Marktbeobachtern in Asien zu erfahren. Neue Herstellungsprozesse müssen erst getestet und gemeinsam mit den Kunden verifiziert werden – und das dauert. Doch die Display-Industrie in China und Taiwan ist eindeutig auf dem Weg, sich mit dem Chip-Packaging ein neues, lukratives Geschäftsfeld zu erschließen.

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* Henrik Bork ist Analyst bei Asia Waypoint, einem auf den asiatischen Markt fokussierten Beratungsunternehmen in Peking.

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