고등학생을 위한 기회

비카시 쿠마르 2021년 11월 11일

코로나19로 인해 서비스 대신 상품에 대한 수요가 공급망 중단과 결합되면서 칩 부족 현상이 발생했으며, 이 현상은 내년에도 계속될 것으로 예상됩니다. 예상대로, 이러한 수급 불균형으로 인해 TSMC, 인텔 등 반도체 제조업체들이 가격을 인상하게 되었습니다. 몇몇 기업은 새로운 공장에 투자하기 시작했으며, 새로운 기업이 비즈니스 기회를 활용하기 위해 현장에 뛰어들었습니다. 이 모든 것은 PI, PEEK/PEKK, PEI, PAI, PPSU, PESU, PPS, LCP 및 PFA를 포함한 고성능 플라스틱(HPP)에 좋은 소식입니다. 이러한 재료는 반도체 산업, 특히 고온 및 화학적 세척 공정이 관련된 경우 폭넓게 응용됩니다. 이러한 폴리머는 극도로 가혹한 조건에서도 잘 작동하지만 세라믹이나 석영과 같은 재료보다 상대적으로 가격이 저렴합니다.

반도체 생산은 HPP가 다양한 역할을 수행하는 정교하고 도전적인 3단계 프로세스(제조, 테스트, 조립)입니다. 예를 들어, 폴리머는 웨이퍼를 화학적으로 세척하고, 헹구고, 고온에서 건조시키는 기계인 습식 벤치의 부품을 만드는 데 사용됩니다. HPP는 CMP 링, 웨이퍼 캐리어, 웨이퍼 가이드/콤, 번인 테스트 소켓, 프로브 카드 및 패스너와 같은 많은 구성 요소에 선호되는 재료입니다. 또한 공정 변화로 인해 IC 핸들링 트레이, 스핀 척 및 기타 제품 생산에 고온 HPP가 인기를 얻고 있습니다. HPP는 다음을 포함하여 거의 모든 필수 기준을 충족합니다.

최근 영국의 칩 설계사 ARM Ltd.(Nvidia)는 실리콘 대신 폴리이미드 기판에 프로세서를 구축했다고 발표했습니다. 구현 및 상업화가 성공한다면 이는 저렴한 비용과 대량 생산 가능성으로 인해 또 다른 유망한 HPP 애플리케이션이 될 수 있습니다. 유연한 또는 플라스틱 CPU는 스마트 장치, 실시간 상태 모니터링 장비 등 다양한 제품에 잠재적으로 응용될 수 있습니다. 또한 저전력 자율 및 연결 장치에서도 매우 선호됩니다. 한 가지 가능한 문제는 실제 조건에서 아직 입증되지 않은 사용 가능한 유효 기간입니다.

일부 HPP 부품과 관련된 주요 과제에는 등급 선택 및 다양한 폴리머 간의 가격 차이가 포함됩니다. PPS, PESU, PSU 및 PEI는 PEAK/PEKK보다 저렴합니다. 그러나 후자는 몇 가지 바람직한 속성을 제공합니다.

볼륨 요구 사항은 일관되지 않고 제한적입니다. 결과적으로 사출 성형은 많은 경우에 적합한 제조 공정이 아닐 수 있습니다.

또한 신소재 도입은 여러 이해관계자가 참여하기 때문에 복잡합니다.

150mm, 200mm, 300mm, 450mm 미만의 웨이퍼 크기도 복잡한 요소입니다. 450mm 웨이퍼는 크기와 무게가 커서 단종되었습니다. 300mm 웨이퍼가 주요 시장 점유율을 차지하는 것으로 보이며 이러한 추세는 계속될 것으로 예상됩니다.

제조 시설의 규모는 유지 관리 및 생산 주기에 영향을 미치고 재료 선택에도 영향을 미칠 수 있으므로 중요한 측면입니다. 또한 기판 변경(Si에서 SiC 또는 GaN으로)과 더 높은 핀 밀도 달성을 위한 피치 거리 감소 등 칩 설계의 혁신으로 인해 기존 제품보다 재료에 대한 선호도가 높아질 수 있습니다. 또한 경우에 따라 온도 등급을 150~200°C에서 200~250°C로 높일 수도 있습니다.

상대적으로 저렴한 불소중합체(PTFE, PVDF 및 ECTFE)는 가공성 문제가 있지만 내화학성이 중요한 응용 분야에서 인기를 얻고 있습니다. 높은 내열성이 재료 선택의 주요 기준인 시장에서는 PEEK가 지배적인 것으로 보이지만 재료 가격이 상당히 비쌉니다.

급격한 소비 급증과 함께 지정학적 활동으로 인해 칩 부족 현상이 발생하고 있습니다. 인도, 인도네시아, 필리핀, 베트남 등 개발도상국에 대한 신규 투자로 칩 부족 현상이 완화될 전망이다. 처음에 이들 국가는 상당한 기술 노하우와 광범위한 투자가 필요하기 때문에 칩 생산보다는 테스트 및 조립에 적극적으로 참여할 것입니다. 그러나 장기적으로 이들 신흥 경제국은 칩 생산국으로 발전할 것입니다.