Garantía del soporte de componentes a largo plazo para los diseños existentes con almacenamiento de obleas
En la primera parte de nuestra exploración del rompecabezas de fabricación, repasamos la historia de cómo y por qué los montajes de semiconductores se alejaron del montaje de marcos de plomo clásicos. En resumen, esto requiere una costosa herramienta de corte y conformado, y el mercado ha avanzado hacia los montajes de tipo matriz de rejilla de bolas (BGA), paquete cuadrado plano sin conductores (QFN) y paquete doble plano sin conductores (DFN) basados en sustrato. En la segunda parte, analizamos cómo los montajes de QFN y DFN debido al menor nivel de complejidad y costo, tendrán un alto impacto en el futuro de los montajes de SOIC y PLCC con bajo número de pines. En la tercera parte, nos centraremos en las tecnologías de almacenamiento de obleas y fabricación de semiconductores.
¿Qué impulsa la demanda de almacenamiento de obleas?
Como ocurre con muchos desafíos tecnológicos, la respuesta es complicada, y para entender sus sutilezas, hay que entrar en detalles.
El argumento a favor del almacenamiento de obleas es bastante sencillo y se compone de dos ideas. En primer lugar, se evitan los costos de montaje y pruebas al discontinuar el proceso de fabricación. En segundo lugar, las obleas pueden almacenarse en menos espacio y durante más tiempo que los productos ensamblados. Ambos puntos son ciertos, sobre todo, en lo que respecta a los productos más antiguos, pero solo si se cumple lo siguiente:
- El montaje y las pruebas pueden seguir realizándose.
- El estado del producto de oblea está totalmente probado y/o configurado.
La primera condición puede parecer obvia, pero muchos pasan por alto su posible significado. Para que el almacenamiento de las obleas siga teniendo sentido, es necesario que el montaje o el embalaje sigan estando disponibles. La plataforma de prueba debe seguir siendo viable durante todo el tiempo que sea necesario almacenar las obleas. En nuestros anteriores artículos sobre el rompecabezas de fabricación, hablamos del embalaje y de cómo las tecnologías de marcos de plomo clásicos están en vías de desaparición. Las plataformas de los probadores y los circuitos externos adecuados deben estar disponibles durante todo el tiempo deseado de almacenamiento de las obleas. Si no se puede garantizar la disponibilidad de los probadores, la adaptación del programa de pruebas es otro costo que se tiene en cuenta para la viabilidad financiera del almacenamiento de obleas. Esta primera condición puede superarse con una planificación y una preparación adecuadas. Rochester Electronics ha estado invirtiendo en montajes y pruebas para seguir haciendo viable el almacenamiento de obleas.
La segunda parte del argumento sobre la necesidad de que los productos de oblea estén totalmente probados y/o configurados es mucho más complicada. Durante el último medio siglo de almacenamiento de obleas en la industria de semiconductores, ha sido sencillo comprender la complejidad del producto y que las pruebas y el montaje garantizaban su viabilidad. Hoy esto es mucho menos sencillo. Varios factores están impulsando la complejidad del estado de los productos de oblea, entre ellos:
- Los productos básicos de memoria no existen de forma aislada. Dado que los costos de las máscaras de nodos avanzados son tan elevados, cada vez es más habitual que un único conjunto de máscaras represente a varios productos seleccionados para operaciones de fusión de clasificación de obleas. No es raro que una misma oblea represente de 4 a 8 productos finales diferentes.
- Conocer la posición del inventario de cualquiera de los productos individualmente no es claro con las obleas multiproducto.
- La memoria EEPROM suele requerir una operación de clasificación de obleas a alta temperatura antes del montaje. Esto implica que un programa de pruebas de clasificación de obleas debe formar parte del proceso de almacenamiento de obleas.
- Los productos con gran cantidad de memoria incorporada se ven obligados a implementar la autorreparación integrada (BISR) para realizar una operación de clasificación de obleas. Esto es así en la mayoría de las tecnologías de 65 nm y menos, en las que el área de la matriz es principalmente la memoria. La BISR se ejecuta como una operación de clasificación de obleas, normalmente seguida de una fusión para permitir el intercambio de columnas o filas de memoria redundantes y mejorar el rendimiento. Los algoritmos BISR están patentados y son exclusivos de cada empresa de semiconductores o proveedor de IP.
- El producto de oblea que es Flip Chip debe golpearse para ser ensamblado. La metalurgia de forja es importante y aún no está claro si los golpes con algún contenido de plomo plantean problemas de fiabilidad a largo plazo. Es necesario realizar más estudios. El almacenamiento de obleas podría hacerse sin golpes, pero las operaciones de BISR y fusión tendrían que habilitarse con el tiempo.
- Si un producto de oblea está en un montaje de tipo BGA, deberá haber un sustrato disponible para que la matriz se adhiera o se ensamble con flip chip. Los sustratos no tienen una larga vida útil y deben adquirirse en cantidades de pedido que suelen superar la demanda del sistema a largo plazo. El almacenamiento de sustratos a largo plazo es algo que también requiere más estudios.
A la pregunta de qué impulsa el almacenamiento de obleas y si siempre está ahí, la respuesta real es que depende del producto. Todas las condiciones que se examinaron anteriormente deben entenderse para la evaluación final de la viabilidad.
¿Cuándo están disponibles las obleas en un evento de compra por última vez?
La realidad es que la disponibilidad de almacenamiento de obleas no suele ser una opción que se presente a los clientes finales. Las expectativas financieras de una compra por última vez son de productos terminados y, como resultado, un aumento a corto plazo de los ingresos antes de que se cierre el evento de compra por última vez. Existe una resistencia inherente a conformarse con menos ingresos que los productos terminados para los eventos de compra por última vez. El evento ya estará previsto y los ingresos, planificados. Esto debería formar parte del plan estratégico antes de que ocurra. Las empresas de semiconductores sin fábrica tienen una cadena de suministro externa para la mayoría de los productos. La fabricación, el montaje y las pruebas de semiconductores son, en su mayoría, elementos subcontratados. No suelen tener un punto de salida en su flujo de fabricación de productos solo para obleas. En resumen, la mayoría de las empresas de semiconductores sin fábricas no han identificado las obleas por sí solas como elemento de desarrollo o producto a entregar.
Los debates sobre el almacenamiento de obleas con una empresa de semiconductores sin fábrica deben producirse antes del evento de compra por última vez, o las probabilidades de tener un almacenamiento adecuado se reducen drásticamente. Los fabricantes de dispositivos integrados (IDM) que son propietarios de sus instalaciones de fabricación pueden hacer las cosas de otra manera. Los IDM tienen más control sobre cada paso del flujo de desarrollo de sus productos. Los IDM tienen más probabilidades de comprar obleas que las empresas sin fábrica, pero este debate debe producirse antes de un evento de compra por última vez, o la oportunidad puede perderse.
La disponibilidad de obleas en un evento de compra por última vez es complicada y poco frecuente. Las probabilidades de adquisición tras el anuncio de un evento de compra por última vez son bajas. Una planificación adecuada por parte de los equipos de gestión de productos y empresas como Rochester Electronics aumenta las probabilidades de implantar con éxito un acuerdo de almacenamiento de obleas a largo plazo. Rochester Electronics tiene almacenados miles de millones de matrices y sigue ampliando su selección de productos para ofrecer a los clientes de sistemas a largo plazo los productos totalmente autorizados que necesitan durante décadas de vida útil del sistema. Además, Rochester ha determinado que le producto puede almacenarse durante décadas, lo que garantiza el suministro a los clientes.
Como fabricante de semiconductores con licencia, Rochester ha producido más de 20,000 tipos de dispositivos. Con más de 12 000 millones de matrices en su inventario, Rochester tiene la capacidad de fabricar más de 70 000 tipos de dispositivos.
Durante 40 años, en colaboración con más de 70 fabricantes líderes de semiconductores, Rochester ha proporcionado a nuestros valiosos clientes una fuente continua de semiconductores críticos.
Rochester Electronics ofrece una gama de servicios en las instalaciones de Newburyport para extender los ciclos de vida de los semiconductores con servicios de almacenamiento de obleas y procesamiento de matrices.
Procesado de obleas
- Rectificado de obleas
- Corte de obleas
- Recolección y colocación de matrices
- Inspección de matrices
Banco de matrices
Almacenamiento a largo plazo
- Almacenamiento a largo plazo y programas de fabricación con logística gestionada
- Servicios de aceptación de lotes y pruebas de fiabilidad para garantizar la plena funcionalidad del producto
- Gestión de piezas
- Informes de uso
- Los documentos asociados se convierten y almacenan de forma electrónica
- Control ERP del inventario y los atributos de las obleas
- Generación electrónica de mapas de obleas marcadas con tinta
Almacenamiento de próxima generación
- Certificación ISO-7/10K
- Controles ESD mejorados
- Áreas de inspección ISO-5
- Control de la humedad relativa
- Control en tiempo real de la temperatura y la humedad
- Purga automática en caso de fallo de alimentación
- sala segura y armarios individuales
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