ความต้องการและผลผลิตที่หลากหลายของบรรจุภัณฑ์ขั้นสูงในตลาดต่างๆ กำลังผลักดันขนาดตลาดจาก 38 พันล้านดอลลาร์เป็น 79 พันล้านดอลลาร์ภายในปี 2030 การเติบโตนี้ได้รับแรงหนุนจากความต้องการและความท้าทายต่างๆ แต่ยังคงมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ความหลากหลายนี้ทำให้บรรจุภัณฑ์ขั้นสูงสามารถรักษาการสร้างสรรค์นวัตกรรมและการปรับตัวอย่างต่อเนื่อง เพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะของตลาดต่างๆ ในแง่ของผลผลิต ข้อกำหนดทางเทคนิค และราคาขายเฉลี่ย
อย่างไรก็ตาม ความยืดหยุ่นนี้ก็ก่อให้เกิดความเสี่ยงต่ออุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์ขั้นสูงเช่นกัน เมื่อบางตลาดเผชิญกับภาวะตกต่ำหรือความผันผวน ในปี 2024 บรรจุภัณฑ์ขั้นสูงได้รับประโยชน์จากการเติบโตอย่างรวดเร็วของตลาดศูนย์ข้อมูล ในขณะที่การฟื้นตัวของตลาดขนาดใหญ่ เช่น ตลาดโทรศัพท์มือถือ ค่อนข้างช้า
ห่วงโซ่อุปทานบรรจุภัณฑ์ขั้นสูงเป็นหนึ่งในภาคย่อยที่มีพลวัตมากที่สุดในห่วงโซ่อุปทานเซมิคอนดักเตอร์ระดับโลก ซึ่งเป็นผลมาจากการเข้ามาเกี่ยวข้องของรูปแบบธุรกิจที่หลากหลายนอกเหนือจาก OSAT (Outsourced Semiconductor Assembly and Test) แบบดั้งเดิม ความสำคัญเชิงกลยุทธ์ทางภูมิรัฐศาสตร์ของอุตสาหกรรม และบทบาทสำคัญของอุตสาหกรรมนี้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพสูง
ในแต่ละปีจะมีข้อจำกัดต่างๆ ที่เปลี่ยนแปลงภูมิทัศน์ของห่วงโซ่อุปทานบรรจุภัณฑ์ขั้นสูง ในปี 2024 ปัจจัยสำคัญหลายประการมีอิทธิพลต่อการเปลี่ยนแปลงนี้ ได้แก่ ข้อจำกัดด้านกำลังการผลิต ความท้าทายด้านผลผลิต วัสดุและอุปกรณ์ใหม่ๆ ความต้องการด้านเงินทุน กฎระเบียบและโครงการริเริ่มทางภูมิรัฐศาสตร์ ความต้องการที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในตลาดเฉพาะกลุ่ม มาตรฐานที่เปลี่ยนแปลงไป ผู้เล่นรายใหม่ และความผันผวนของวัตถุดิบ
มีการเกิดขึ้นของพันธมิตรใหม่จำนวนมากเพื่อร่วมมือกันและแก้ไขปัญหาความท้าทายในห่วงโซ่อุปทานอย่างรวดเร็ว เทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์ขั้นสูงที่สำคัญกำลังถูกอนุญาตให้ผู้เข้าร่วมรายอื่นใช้เพื่อสนับสนุนการเปลี่ยนผ่านไปสู่รูปแบบธุรกิจใหม่ได้อย่างราบรื่นและเพื่อรับมือกับข้อจำกัดด้านกำลังการผลิต การกำหนดมาตรฐานชิปได้รับการเน้นย้ำมากขึ้นเพื่อส่งเสริมการใช้งานชิปในวงกว้าง สำรวจตลาดใหม่ และลดภาระการลงทุนของแต่ละบุคคล ในปี 2024 ประเทศ บริษัท โรงงาน และสายการผลิตนำร่องใหม่ ๆ เริ่มให้ความสำคัญกับบรรจุภัณฑ์ขั้นสูง ซึ่งเป็นแนวโน้มที่จะดำเนินต่อไปจนถึงปี 2025
เทคโนโลยีการบรรจุภัณฑ์ขั้นสูงยังไม่ถึงจุดอิ่มตัว ระหว่างปี 2024 ถึง 2025 เทคโนโลยีการบรรจุภัณฑ์ขั้นสูงจะสร้างความก้าวหน้าครั้งสำคัญ และกลุ่มผลิตภัณฑ์เทคโนโลยีจะขยายตัวเพื่อรวมเวอร์ชันใหม่ที่แข็งแกร่งของเทคโนโลยีและแพลตฟอร์ม AP ที่มีอยู่ เช่น EMIB และ Foveros รุ่นล่าสุดของ Intel การบรรจุภัณฑ์ของระบบ CPO (Chip-on-Package Optical Devices) ก็กำลังได้รับความสนใจจากอุตสาหกรรมเช่นกัน โดยมีการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ ๆ เพื่อดึงดูดลูกค้าและขยายผลผลิต
วัสดุรองรับวงจรรวมขั้นสูงเป็นอีกหนึ่งอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด โดยมีแผนงาน หลักการออกแบบร่วมกัน และข้อกำหนดด้านเครื่องมือที่คล้ายคลึงกับบรรจุภัณฑ์ขั้นสูง
นอกเหนือจากเทคโนโลยีหลักเหล่านี้แล้ว เทคโนโลยี "ทรงพลังที่มองไม่เห็น" อีกหลายอย่างกำลังขับเคลื่อนความหลากหลายและนวัตกรรมของบรรจุภัณฑ์ขั้นสูง ได้แก่ โซลูชันการจ่ายพลังงาน เทคโนโลยีการฝังตัว การจัดการความร้อน วัสดุใหม่ (เช่น แก้วและวัสดุอินทรีย์รุ่นใหม่) การเชื่อมต่อขั้นสูง และรูปแบบอุปกรณ์/เครื่องมือใหม่ ตั้งแต่โทรศัพท์มือถือและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค ไปจนถึงปัญญาประดิษฐ์และศูนย์ข้อมูล บรรจุภัณฑ์ขั้นสูงกำลังปรับเทคโนโลยีให้ตรงกับความต้องการของแต่ละตลาด ทำให้ผลิตภัณฑ์รุ่นใหม่สามารถตอบสนองความต้องการของตลาดได้เช่นกัน
ตลาดบรรจุภัณฑ์ระดับไฮเอนด์คาดว่าจะแตะระดับ 8 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2024 และคาดว่าจะเกิน 28 พันล้านดอลลาร์สหรัฐภายในปี 2030 โดยมีอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปี (CAGR) ที่ 23% ตั้งแต่ปี 2024 ถึง 2030 ในแง่ของตลาดปลายทาง ตลาดบรรจุภัณฑ์ประสิทธิภาพสูงที่ใหญ่ที่สุดคือ "โทรคมนาคมและโครงสร้างพื้นฐาน" ซึ่งสร้างรายได้มากกว่า 67% ในปี 2024 รองลงมาคือ "ตลาดโทรศัพท์มือถือและผู้บริโภค" ซึ่งเป็นตลาดที่เติบโตเร็วที่สุดด้วย CAGR ที่ 50%
ในแง่ของจำนวนหน่วยบรรจุภัณฑ์ คาดว่าบรรจุภัณฑ์ระดับไฮเอนด์จะมีอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปี (CAGR) ที่ 33% ตั้งแต่ปี 2024 ถึง 2030 โดยเพิ่มขึ้นจากประมาณ 1 พันล้านหน่วยในปี 2024 เป็นมากกว่า 5 พันล้านหน่วยภายในปี 2030 การเติบโตอย่างมีนัยสำคัญนี้เกิดจากความต้องการบรรจุภัณฑ์ระดับไฮเอนด์ที่แข็งแกร่ง และราคาขายเฉลี่ยที่สูงกว่าบรรจุภัณฑ์ที่มีเทคโนโลยีต่ำกว่าอย่างมาก ซึ่งเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงมูลค่าจากส่วนหน้าไปสู่ส่วนหลังเนื่องจากแพลตฟอร์ม 2.5D และ 3D
หน่วยความจำแบบเรียงซ้อน 3 มิติ (HBM, 3DS, 3D NAND และ CBA DRAM) เป็นปัจจัยสำคัญที่สุด โดยคาดว่าจะครองส่วนแบ่งการตลาดมากกว่า 70% ภายในปี 2029 แพลตฟอร์มที่เติบโตเร็วที่สุด ได้แก่ CBA DRAM, 3D SoC, ตัวเชื่อมต่อซิลิคอนแบบแอคทีฟ, สแต็ก 3D NAND และสะพานซิลิคอนแบบฝังตัว
อุปสรรคในการเข้าสู่ห่วงโซ่อุปทานบรรจุภัณฑ์ระดับไฮเอนด์กำลังสูงขึ้นเรื่อยๆ โดยโรงงานผลิตเวเฟอร์ขนาดใหญ่และ IDM กำลังเข้ามาเปลี่ยนแปลงวงการบรรจุภัณฑ์ขั้นสูงด้วยความสามารถในส่วนหน้า (front-end) การนำเทคโนโลยีการเชื่อมแบบไฮบริดมาใช้ทำให้สถานการณ์ท้าทายยิ่งขึ้นสำหรับผู้จำหน่าย OSAT เนื่องจากมีเพียงผู้ที่มีความสามารถในการผลิตเวเฟอร์และทรัพยากรที่เพียงพอเท่านั้นที่จะสามารถรับมือกับการสูญเสียผลผลิตจำนวนมากและการลงทุนมหาศาลได้
ภายในปี 2024 ผู้ผลิตหน่วยความจำที่นำโดย Yangtze Memory Technologies, Samsung, SK Hynix และ Micron จะครองตลาด โดยมีส่วนแบ่ง 54% ของตลาดบรรจุภัณฑ์ระดับไฮเอนด์ เนื่องจากหน่วยความจำแบบ 3D stacked มีประสิทธิภาพเหนือกว่าแพลตฟอร์มอื่นๆ ในแง่ของรายได้ ผลผลิตต่อหน่วย และอัตราผลผลิตของเวเฟอร์ ที่จริงแล้ว ปริมาณการซื้อบรรจุภัณฑ์หน่วยความจำนั้นสูงกว่าบรรจุภัณฑ์ลอจิกมาก TSMC เป็นผู้นำด้วยส่วนแบ่งการตลาด 35% ตามมาด้วย Yangtze Memory Technologies ที่มีส่วนแบ่ง 20% ของตลาดทั้งหมด คาดว่าผู้เล่นรายใหม่ เช่น Kioxia, Micron, SK Hynix และ Samsung จะเข้ามาแย่งส่วนแบ่งการตลาดในตลาด 3D NAND อย่างรวดเร็ว Samsung อยู่ในอันดับที่สามด้วยส่วนแบ่ง 16% ตามมาด้วย SK Hynix (13%) และ Micron (5%) เนื่องจากหน่วยความจำแบบ 3D stacked ยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่องและมีการเปิดตัวผลิตภัณฑ์ใหม่ๆ ส่วนแบ่งการตลาดของผู้ผลิตเหล่านี้คาดว่าจะเติบโตอย่างแข็งแกร่ง Intel ตามมาติดๆ ด้วยส่วนแบ่ง 6%
ผู้ผลิต OSAT ชั้นนำ เช่น Advanced Semiconductor Manufacturing (ASE), Siliconware Precision Industries (SPIL), JCET, Amkor และ TF ยังคงมีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในกระบวนการบรรจุภัณฑ์และการทดสอบขั้นสุดท้าย พวกเขากำลังพยายามแย่งชิงส่วนแบ่งการตลาดด้วยโซลูชันบรรจุภัณฑ์ระดับไฮเอนด์โดยใช้เทคโนโลยี Ultra-High-Definition Fan-Out (UHD FO) และ Mold Interposer อีกแง่มุมที่สำคัญคือการร่วมมือกับโรงงานผลิตชิปและผู้ผลิตอุปกรณ์แบบครบวงจร (IDM) ชั้นนำ เพื่อให้มั่นใจว่าพวกเขามีส่วนร่วมในกิจกรรมเหล่านี้
ปัจจุบัน การผลิตบรรจุภัณฑ์ระดับไฮเอนด์พึ่งพาเทคโนโลยีส่วนหน้า (FE) มากขึ้นเรื่อยๆ โดยเทคโนโลยีการเชื่อมต่อแบบไฮบริดกำลังกลายเป็นเทรนด์ใหม่ BESI ผ่านความร่วมมือกับ AMAT มีบทบาทสำคัญในเทรนด์ใหม่นี้ โดยจัดหาอุปกรณ์ให้กับบริษัทยักษ์ใหญ่ เช่น TSMC, Intel และ Samsung ซึ่งต่างก็แข่งขันกันเพื่อครองตลาด นอกจากนี้ ซัพพลายเออร์อุปกรณ์อื่นๆ เช่น ASMPT, EVG, SET และ Suiss MicroTech รวมถึง Shibaura และ TEL ก็เป็นส่วนประกอบสำคัญในห่วงโซ่อุปทานเช่นกัน
แนวโน้มเทคโนโลยีที่สำคัญในแพลตฟอร์มบรรจุภัณฑ์ประสิทธิภาพสูงทุกประเภท คือการลดระยะห่างระหว่างจุดเชื่อมต่อ ซึ่งเป็นแนวโน้มที่เกี่ยวข้องกับ vias ผ่านซิลิคอน (TSVs), TMVs, ไมโครบั๊มพ์ และแม้แต่การเชื่อมต่อแบบไฮบริด ซึ่งอย่างหลังนี้ได้กลายเป็นโซลูชันที่ก้าวล้ำที่สุด นอกจากนี้ คาดว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของ vias และความหนาของเวเฟอร์จะลดลงด้วย
ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการบูรณาการชิปและชิปเซ็ตที่ซับซ้อนมากขึ้น เพื่อรองรับการประมวลผลและการส่งข้อมูลที่รวดเร็วยิ่งขึ้น พร้อมทั้งลดการใช้พลังงานและการสูญเสีย ซึ่งท้ายที่สุดจะช่วยให้สามารถบูรณาการที่มีความหนาแน่นสูงและแบนด์วิดท์สูงขึ้นสำหรับผลิตภัณฑ์รุ่นอนาคต
เทคโนโลยีการเชื่อมต่อแบบไฮบริด 3 มิติ (3D SoC hybrid bonding) ดูเหมือนจะเป็นเสาหลักสำคัญสำหรับเทคโนโลยีการบรรจุภัณฑ์ขั้นสูงรุ่นต่อไป เนื่องจากช่วยให้สามารถลดระยะห่างระหว่างจุดเชื่อมต่อ (interconnect pitch) ในขณะที่เพิ่มพื้นที่ผิวโดยรวมของ SoC สิ่งนี้เปิดโอกาสให้สามารถวางซ้อนชิปเซ็ตจากชิ้นส่วน SoC ที่แบ่งส่วนได้ ทำให้สามารถบรรจุภัณฑ์แบบบูรณาการที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน (heterogeneous integrated packaging) ได้ TSMC ด้วยเทคโนโลยี 3D Fabric ของตน ได้กลายเป็นผู้นำในการบรรจุภัณฑ์ 3 มิติ SoC โดยใช้การเชื่อมต่อแบบไฮบริด ยิ่งไปกว่านั้น คาดว่าการรวมชิปเข้ากับเวเฟอร์ (chip-to-wafer integration) จะเริ่มต้นด้วย DRAM HBM4E 16 ชั้นจำนวนไม่มากนัก
ชิปเซ็ตและการรวมวงจรแบบไม่เป็นเนื้อเดียวกันเป็นอีกหนึ่งแนวโน้มสำคัญที่ผลักดันการนำเทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์ HEP มาใช้ โดยมีผลิตภัณฑ์ในตลาดปัจจุบันที่ใช้แนวทางนี้อยู่แล้ว ตัวอย่างเช่น Intel Sapphire Rapids ใช้ EMIB, Ponte Vecchio ใช้ Co-EMIB และ Meteor Lake ใช้ Foveros AMD เป็นอีกหนึ่งผู้ผลิตรายใหญ่ที่นำเทคโนโลยีนี้มาใช้ในผลิตภัณฑ์ของตน เช่น โปรเซสเซอร์ Ryzen และ EPYC รุ่นที่สาม รวมถึงสถาปัตยกรรมชิปเซ็ต 3 มิติใน MI300
คาดว่า Nvidia จะนำดีไซน์ชิปเซ็ตนี้ไปใช้ในซีรี่ส์ Blackwell รุ่นต่อไปเช่นกัน เนื่องจากผู้ผลิตรายใหญ่ เช่น Intel, AMD และ Nvidia ได้ประกาศไปแล้วว่า คาดว่าจะมีชิปเซ็ตที่มีการแบ่งส่วนหรือการทำสำเนาชิ้นส่วนมากขึ้นวางจำหน่ายในปีหน้า ยิ่งไปกว่านั้น คาดว่าแนวทางนี้จะถูกนำไปใช้ในแอปพลิเคชัน ADAS ระดับไฮเอนด์ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า
แนวโน้มโดยรวมคือการรวมแพลตฟอร์ม 2.5D และ 3D เข้าไว้ในแพ็คเกจเดียวกันมากขึ้น ซึ่งบางส่วนในอุตสาหกรรมเรียกกันว่าแพ็คเกจ 3.5D ดังนั้น เราคาดว่าจะได้เห็นแพ็คเกจที่รวมชิป 3D SoC, ตัวเชื่อมต่อ 2.5D, สะพานซิลิคอนแบบฝัง และออปติกที่บรรจุร่วมกัน แพลตฟอร์มแพ็คเกจ 2.5D และ 3D ใหม่กำลังจะเกิดขึ้น ซึ่งจะเพิ่มความซับซ้อนของแพ็คเกจ HEP มากยิ่งขึ้น
วันที่เผยแพร่: 11 สิงหาคม 2568