(408) 844-7100 自動車のチップ不足：アセンブリの視点から
Semiconductor Engineering
2021年5月20日
2020年3月以来、パンデミックはトイレットペーパー、ベーキング用小麦粉、運動用具のような奇妙な商品の欠乏をもたらした。最新の犠牲者は自動車産業であり、チップ不足によって世界中の自動車生産に支障をきたしている。チップ不足における半導体サプライヤー、ファウンドリー、ウェハ工場設備、火災、吹雪の役割については多くのことが書かれているが、IC組立サプライチェーンにおけるいくつかの部品にも目を向ける必要がある。
組立設備
2020年第1四半期、自動車市場の予測は悲惨なもので、自動車メーカーは即座にチップの発注を縮小した。これについては昨年記事を書いた。幸いなことに、「在宅勤務」がサーバー、クラウド、コンピュータICの急激なブームを牽引し、半導体製造能力はこれらの成長アプリケーションに再配分された。
2020年後半に自動車市場が回復し始めたため、自動車部品メーカーは生産能力を回復させるために奔走したが、これは困難であることが判明した。ほとんどの車載用ICは、 SOIC、 TSSOP 、 QFN 、 QFP 、 BGA 、 Power Discreteなどのワイヤーボンドパッケージを使用している。
Yoleのレポートによると、ワイヤーボンドパッケージは自動車用パッケージ市場の90％以上を占めている。
すべてのICは、ウェーハを個々のダイに切断するためにウェーハソーまたはレーザーグルーバーを使用します。ワイヤーボンディングICは、ダイボンダーを使用して、単結晶ダイをリードフレームまたはラミネート基板に接合します。その後、金線または銅線を使用してダイとパッケージ リードを接続するためにワイヤーボンダを使用します。
ワイヤーボンダーのリードタイムが大幅に伸びていることは、ワイヤーボンダーのサプライヤーであるKulicke and Soffa (KnS)のCFOが第1四半期決算説明会で語った次の言葉からも明らかである：「リードタイムは大幅に上昇しています。現在、リードタイムは大幅に伸びており、40週間程度になりそうです」とKnSのSVP兼最高財務責任者（CFO）のレスター ウォン氏は語った。
皮肉なことに、マイコン不足のためにKnSボンダーは納期が遅れている。その多くはおそらく、そもそもKnSワイヤーボンダーを使用して組み立てられている。マイコンを必要とするKulicke and Soffa Industries Inc.のパッケージング装置の平均納期は6ヶ月と2倍になっている。
ウエ―ハ ソー、レーザーグルーバー、ダイボンダー、金型装置などの他の組立装置も、需要の増加に伴いリードタイムが延びている。装置サプライヤーは遅れを取らないよう努力しているが、この装置不足がIC組立の能力増強を遅らせている。
材料不足
生産能力があっても、IC基板やリードフレームのような重要部品の材料が不足するケースもある。データセンターやクラウド コンピューティングで使用されるチップの需要が高いため、基板不足はしばらくの間問題となっていた。基板メーカーがより多くの生産能力をこれらの用途に振り向ける中、フリップチップやワイヤーボンドICを使用するオートモーティブ顧客向けの供給は制約を受けている。
これらの材料の新しい生産能力を立ち上げることは難しい。基板メーカーやリードフレームメーカーは利幅が薄いため、大規模な生産能力の立ち上げに慎重になっている。その結果、基板とリードフレームのリードタイムは延び、価格は上昇している。
概要
半導体の製造能力は、2020年にパンデミックが発生した際、自動車からコンピューティングとサーバー アプリケーションに再配分された。自動車需要は2020年第3四半期に回復し始めたが、この生産能力を取り戻すのは難しい。パッケージングの観点から見ると、車載用ICは主にワイヤーボンドパッケージを使用している。ワイヤーボンダーのような組立装置は供給不足に陥っている。材料不足もサプライチェーンに遅れをもたらしている。基板やリードフレームの材料サプライヤーは利幅が大きくないため、顧客である半導体企業に比べて慎重に投資しなければならない。これらの要因が、現在進行中の自動車用チップ不足の原因となっている。