De uiteenlopende vraag en productie van geavanceerde verpakkingen in verschillende markten stuwen de marktomvang van 38 miljard dollar naar 79 miljard dollar in 2030. Deze groei wordt aangewakkerd door diverse eisen en uitdagingen, maar vertoont desondanks een continue stijgende trend. Deze veelzijdigheid stelt geavanceerde verpakkingen in staat om voortdurend te innoveren en zich aan te passen, en zo te voldoen aan de specifieke behoeften van verschillende markten op het gebied van productie, technische vereisten en gemiddelde verkoopprijzen.
Deze flexibiliteit brengt echter ook risico's met zich mee voor de geavanceerde verpakkingsindustrie wanneer bepaalde markten te maken krijgen met een recessie of schommelingen. In 2024 profiteert de geavanceerde verpakkingsindustrie van de snelle groei van de datacentermarkt, terwijl het herstel van massamarkten zoals de mobiele sector relatief traag verloopt.
De toeleveringsketen voor geavanceerde verpakkingen is een van de meest dynamische subsectoren binnen de wereldwijde toeleveringsketen voor halfgeleiders. Dit is te danken aan de betrokkenheid van diverse bedrijfsmodellen die verder gaan dan de traditionele OSAT (Outsourced Semiconductor Assembly and Test), het strategische geopolitieke belang van de industrie en de cruciale rol ervan in hoogwaardige producten.
Elk jaar brengt nieuwe beperkingen met zich mee die het landschap van de toeleveringsketen voor geavanceerde verpakkingen herdefiniëren. In 2024 beïnvloeden verschillende belangrijke factoren deze transformatie: capaciteitsbeperkingen, opbrengstuitdagingen, nieuwe materialen en apparatuur, investeringsbehoeften, geopolitieke regelgeving en initiatieven, explosieve vraag in specifieke markten, evoluerende normen, nieuwe toetreders en schommelingen in grondstoffenprijzen.
Er zijn talrijke nieuwe samenwerkingsverbanden ontstaan om snel en gezamenlijk de uitdagingen in de toeleveringsketen aan te pakken. Belangrijke geavanceerde verpakkingstechnologieën worden in licentie gegeven aan andere partijen om een soepele overgang naar nieuwe bedrijfsmodellen te ondersteunen en capaciteitsbeperkingen te overwinnen. Chipstandaardisatie krijgt steeds meer de nadruk om bredere chiptoepassingen te bevorderen, nieuwe markten te verkennen en de investeringslasten voor individuen te verlichten. In 2024 beginnen nieuwe landen, bedrijven, faciliteiten en pilotlijnen zich te richten op geavanceerde verpakkingstechnologieën – een trend die zich in 2025 zal voortzetten.
De technologie voor geavanceerde chipverpakkingen heeft nog lang niet zijn hoogtepunt bereikt. Tussen 2024 en 2025 worden er recordbrekende doorbraken gerealiseerd en wordt het technologieportfolio uitgebreid met robuuste nieuwe versies van bestaande AP-technologieën en -platformen, zoals Intels nieuwste generatie EMIB en Foveros. Ook de verpakking van CPO-systemen (Chip-on-Package Optical Devices) krijgt steeds meer aandacht in de industrie, met nieuwe technologieën die worden ontwikkeld om klanten aan te trekken en de productie te verhogen.
Geavanceerde substraten voor geïntegreerde schakelingen vormen een andere nauw verwante industrie, die dezelfde ontwikkelingsplannen, gezamenlijke ontwerpprincipes en gereedschapsvereisten deelt met geavanceerde verpakkingstechnologie.
Naast deze kerntechnologieën zorgen verschillende "onzichtbare krachtbronnen" voor de diversificatie en innovatie van geavanceerde verpakkingstechnologieën: oplossingen voor stroomvoorziening, inbeddingstechnologieën, thermisch beheer, nieuwe materialen (zoals glas en organische materialen van de volgende generatie), geavanceerde interconnecties en nieuwe apparatuur-/gereedschapsformaten. Van mobiele en consumentenelektronica tot kunstmatige intelligentie en datacenters, geavanceerde verpakkingstechnologieën passen zich aan de eisen van elke markt aan, waardoor de producten van de volgende generatie ook aan de marktbehoeften kunnen voldoen.
De markt voor hoogwaardige verpakkingen zal naar verwachting in 2024 een waarde van 8 miljard dollar bereiken, met een verwachte stijging tot meer dan 28 miljard dollar in 2030. Dit komt neer op een samengestelde jaarlijkse groei (CAGR) van 23% tussen 2024 en 2030. Wat betreft eindmarkten is de grootste markt voor hoogwaardige verpakkingen de sector "telecommunicatie en infrastructuur", die in 2024 meer dan 67% van de omzet genereerde. De "mobiele en consumentenmarkt" volgt op de voet en is de snelstgroeiende markt met een CAGR van 50%.
Wat betreft het aantal verpakkingseenheden, wordt verwacht dat hoogwaardige verpakkingen een samengestelde jaarlijkse groei (CAGR) van 33% zullen laten zien tussen 2024 en 2030, van ongeveer 1 miljard eenheden in 2024 tot meer dan 5 miljard eenheden in 2030. Deze aanzienlijke groei is te danken aan de gezonde vraag naar hoogwaardige verpakkingen en de aanzienlijk hogere gemiddelde verkoopprijs in vergelijking met minder geavanceerde verpakkingen, gedreven door de verschuiving van waarde van de front-end naar de back-end dankzij 2,5D- en 3D-platformen.
3D-gestapeld geheugen (HBM, 3DS, 3D NAND en CBA DRAM) levert de grootste bijdrage en zal naar verwachting in 2029 meer dan 70% van het marktaandeel voor zijn rekening nemen. De snelstgroeiende platforms zijn onder andere CBA DRAM, 3D SoC, actieve Si-interposers, 3D NAND-stacks en embedded Si-bridges.
De toetredingsdrempels tot de toeleveringsketen van hoogwaardige verpakkingen worden steeds hoger, doordat grote waferfabrieken en IDM's de markt voor geavanceerde verpakkingen ontwrichten met hun front-end mogelijkheden. De toepassing van hybride bondingtechnologie maakt de situatie nog uitdagender voor OSAT-leveranciers, aangezien alleen diegenen met waferfabricagemogelijkheden en ruime middelen aanzienlijke opbrengstverliezen en substantiële investeringen kunnen opvangen.
In 2024 zullen geheugenfabrikanten zoals Yangtze Memory Technologies, Samsung, SK Hynix en Micron de markt domineren met 54% van de high-end verpakkingsmarkt, aangezien 3D-gestapeld geheugen andere platforms overtreft op het gebied van omzet, productieaantallen en waferrendement. Sterker nog, het aankoopvolume van geheugenverpakkingen is veel groter dan dat van logische verpakkingen. TSMC is marktleider met 35%, op de voet gevolgd door Yangtze Memory Technologies met 20% van de totale markt. Nieuwe spelers zoals Kioxia, Micron, SK Hynix en Samsung zullen naar verwachting snel doordringen tot de 3D NAND-markt en marktaandeel veroveren. Samsung staat op de derde plaats met 16%, gevolgd door SK Hynix (13%) en Micron (5%). Naarmate 3D-gestapeld geheugen zich verder ontwikkelt en nieuwe producten op de markt komen, zal het marktaandeel van deze fabrikanten naar verwachting gestaag groeien. Intel volgt op de voet met een aandeel van 6%.
Toonaangevende OSAT-fabrikanten zoals Advanced Semiconductor Manufacturing (ASE), Siliconware Precision Industries (SPIL), JCET, Amkor en TF blijven actief betrokken bij de uiteindelijke verpakking en testprocessen. Ze proberen marktaandeel te veroveren met hoogwaardige verpakkingsoplossingen gebaseerd op ultra-high-definition fan-out (UHD FO) en mold interposers. Een ander belangrijk aspect is hun samenwerking met toonaangevende foundries en geïntegreerde apparaatfabrikanten (IDM's) om deelname aan deze activiteiten te garanderen.
Tegenwoordig is de realisatie van hoogwaardige verpakkingen steeds meer afhankelijk van front-end (FE) technologieën, waarbij hybride bonding zich ontwikkelt tot een nieuwe trend. BESI speelt, via haar samenwerking met AMAT, een sleutelrol in deze nieuwe trend door apparatuur te leveren aan giganten zoals TSMC, Intel en Samsung, die allemaal strijden om marktdominantie. Andere leveranciers van apparatuur, zoals ASMPT, EVG, SET en Suiss MicroTech, evenals Shibaura en TEL, vormen ook belangrijke onderdelen van de toeleveringsketen.
Een belangrijke technologische trend in alle hoogwaardige verpakkingsplatformen, ongeacht het type, is de reductie van de interconnect-pitch. Deze trend wordt geassocieerd met through-silicon vias (TSV's), TMV's, microbumps en zelfs hybride bonding, waarbij de laatste is uitgegroeid tot de meest radicale oplossing. Bovendien wordt verwacht dat ook de via-diameters en waferdiktes zullen afnemen.
Deze technologische vooruitgang is cruciaal voor de integratie van complexere chips en chipsets, ter ondersteuning van snellere gegevensverwerking en -overdracht, met behoud van een lager energieverbruik en minder verliezen. Dit maakt uiteindelijk een hogere integratiedichtheid en bandbreedte mogelijk voor toekomstige productgeneraties.
3D SoC-hybride bonding lijkt een belangrijke technologische pijler te zijn voor de volgende generatie geavanceerde verpakkingen, omdat het kleinere interconnect-afstanden mogelijk maakt en tegelijkertijd het totale oppervlak van de SoC vergroot. Dit opent mogelijkheden zoals het stapelen van chipsets uit gepartitioneerde SoC-dies, waardoor heterogene geïntegreerde verpakkingen mogelijk worden. TSMC is met zijn 3D Fabric-technologie een leider geworden in 3D SoIC-verpakkingen met behulp van hybride bonding. Bovendien wordt verwacht dat chip-to-wafer-integratie zal beginnen met een klein aantal HBM4E 16-laags DRAM-stacks.
Chipsets en heterogene integratie zijn een andere belangrijke trend die de acceptatie van HEP-verpakkingen stimuleert, met producten die momenteel op de markt zijn en deze aanpak gebruiken. Intel's Sapphire Rapids gebruikt bijvoorbeeld EMIB, Ponte Vecchio gebruikt Co-EMIB en Meteor Lake gebruikt Foveros. AMD is een andere grote leverancier die deze technologie in zijn producten heeft toegepast, zoals in de derde generatie Ryzen- en EPYC-processors, evenals in de 3D-chipsetarchitectuur van de MI300.
Naar verwachting zal Nvidia dit chipsetontwerp ook toepassen in de volgende generatie Blackwell-serie. Zoals grote leveranciers als Intel, AMD en Nvidia al hebben aangekondigd, zullen er naar verwachting volgend jaar meer chipsets met gepartitioneerde of gerepliceerde chips beschikbaar komen. Bovendien wordt verwacht dat deze aanpak de komende jaren zal worden toegepast in hoogwaardige ADAS-systemen.
De algemene trend is om meer 2,5D- en 3D-platformen in één behuizing te integreren, wat in de industrie al wordt aangeduid als 3,5D-verpakking. We verwachten daarom de opkomst van behuizingen die 3D SoC-chips, 2,5D-interposers, ingebouwde siliciumbruggen en co-verpakte optische componenten integreren. Nieuwe 2,5D- en 3D-verpakkingsplatformen staan voor de deur, wat de complexiteit van HEP-verpakkingen verder zal vergroten.
Geplaatst op: 11 augustus 2025