Perspektywy sektora Outsourced Semiconductor Assembly and Test (OSAT) w UE

Front-end i back-end

Cały proces produkcji półprzewodników można podzielić na dwa wyraźnie oddzielone etapy, nazywane front-end oraz back-end. Oba etapy charakteryzują się bardzo odmiennymi procesami technologicznymi oraz i wymagają rozważenia różnych czynników przy określaniu optymalnej lokalizacji dla zakładów produkcyjnych. Unikalne wymagania tych dwóch etapów skutkują wyraźnymi różnicami po między listami krajów i regionów, które są idealnie przystosowane do prowadzenia tego typu produkcji.

Produkcja typu front-end obejmuje konwersję krzemu na zaprojektowane płytki krzemowe i jest wysoce technicznym procesem, charakteryzującym się bardzo wysokimi wymaganiami dotyczącymi nakładów inwestycyjnych. Wymaga ona rygorystycznych przepisów dotyczących ochrony własności intelektualnej ze względu na poufny charakter technologii, procesów i produktów. Ponadto, niezbędna jest również odpowiednia liczba wysoko wykwalifikowanych pracowników, mogących obsłużyć bardzo zaawansowane technicznie operacje produkcyjne.

Z kolei produkcja back-end obejmuje testowanie i pakowanie układów scalonych z płytek krzemowych wytwarzanych w procesie front-end. Produkcja back-end poczyniła w ostatnich latach olbrzymie postępy technologiczne, umożliwiając rozpowszechnienie się chipletów, pakowania 2.5D/3D oraz automatyzację procesu, pakowania (produkcja lights out), redukując jednocześnie poziom występujących zanieczyszczeń i kosztów operacyjnych. Pomimo postępu technologicznego i automatyzacji, ten etap pozostaje mniej kapitałochłonny w porównaniu z front-endem i kładzie większy nacisk na koszty operacyjne. Stawia również stosunkowo mniej wygórowane wymagania w zakresie ochrony własności intelektualnej i zapewnienia wysoko wykwalifikowanej siły roboczej.

Perspektywa globalna

Zaawansowane technologie w ramach etapu back-end, określane jako advanced packaging, wymaga specjalistycznej wiedzy na wielu poziomach łańcucha dostaw, oferując dzięki temu znaczne perspektywy wzrostu. Lider kontraktowej produkcji półprzewodników, TSMC, uzyskuje około 20% przychodów z działalności OSAT i regularnie intensywnie inwestuje w tę dziedzinę. Strategiczne perspektywy wzrostu rynku OSAT wynikają z jego trzech głównych zaletach: szybszym wprowadzaniu półprzewodników na rynek, obniżeniu kosztów rozwoju oraz ugruntowanych relacjach z klientami.

Ocenia się, że od 2022 do 2035 roku rynek zaawansowanych technologii integracji półprzewodników będzie rósł o 11,4% rocznie, znacznie przewyższając wskaźniki wzrostu całego rynku OSAT. Wielkość tego rynku ma zwiększyć się z 20 miliardów EUR w 2022 roku do około 80 miliardów EUR w roku 2035. Czynnikami napędzającymi ten wzrost są rosnący popyt na wysokowydajne komputery, miniaturyzacja urządzeń elektronicznych i postęp w technologiach półprzewodnikowych, które wymagają coraz bardziej wyrafinowanych rozwiązań w zakresie końcowego montażu.

Pod względem najważniejszych aplikacji, rynek advanced packaging zdominowany jest przez elektronikę użytkową (smartfony, PC), stanowiącą 41% wszystkich zastosowań. Kolejnym pod względem wielkości segmentem są serwery i infrastruktura telekomunikacyjna z udziałami odpowiednio 21% i 12%. Sektor motoryzacyjny, napędzany takimi technologiami jak Flip Chip Ball Grid Array (FC BGA) i Fan-Out, stanowił 10% rynku. Inne segmenty, takie jak automatyzacja, odnawialne źródła energii, opieka zdrowotna, lotnictwo i obronność oraz bezpieczeństwo, łącznie stanowiły 16%.

Branża advanced packaging w Europie

Europejski sektor zaawansowanych technologii końcowego montażu stanowi jedynie niewielką część rynku światowego. W 2023 roku wolumen rynku advanced packaging w UE szacowany jest na 300 mln EUR, co stanowi zaledwie 1,8% światowej produkcji. Do kluczowych europejskich lokalizacji o zaawansowanych możliwościach pakowania należą zakłady Amkor w Portugalii, Infineon w Niemczech i STMicroelectronics na Malcie. Łącznie w tych zakładach pracuje około 5200 osób, skupiając się na takich technologiach końcowego montażu jak Fan-Out (FO) i Flip Chip Ball Grid Array (FC BGA).

Zakład Infineon w Ratyzbonie w Niemczech zatrudnia 3.000 pracowników i zajmuje się technologiami FO eWLB i matryc wbudowanych, jednak większość operacji back-end firmy ulokowana została w Azji. Jednak ważnym krokiem w rozwoju branży OSAT w Europie jest również ogłoszone w kwietniu 2024 roku partnerstwo z firmą AMKOR, posiadającą swój zakład OSAT w Porto (Portugalia). Zakład Amkor zatrudnia 600 pracowników, stosuje technologie Fan-Out i WLP (Wafer-Level Packaging).

STMicroelectronics ma zakład w Kirkop na Malcie, w którym pracuje 1.600 pracowników zajmujących się technologiami FC BGA, oraz mniejszy zakład produkcyjny FO w pobliżu Neapolu we Włoszech. Operacje back-end prowadzone są także w Rennes we Francji.

Pomimo obecności tych zakładów, wkład UE w globalne zaawansowane pakowanie pozostaje skromny. Z drugiej, istnieję realne perspektywy poprawy tego stanu rzeczy. Na przykład wspólna inwestycja TSMC, NXP, Infineon i Bosch w Dreźnie może potencjalnie obejmować również zaawansowane technologie finalnego montażu. Również Thales we Francji realizuje operacje advanced packaging dla przemysłu lotniczego i militarnego, opierając się na technologiach FO i FC BGA. Przede wszystkim jednak, zakład Intel w Polsce ma całkowicie skupiać się na operacjach back-end, co w bardzo istotnym stopniu zwiększyłoby zdolności produkcyjne UE. Poza najbardziej zaawansowanymi technologiami końcowego montażu, w Europie działa kilka zakładów, specjalizujących się w bardziej tradycyjnych technologiach, należących do PacTech, Boschman, Diodes czy Qorvo.

Produkcja back-end w Europie

W 2022 roku wiodącymi aplikacjami zaawansowanych technologii końcowego montażu w UE były segmenty konsumencki, telekomunikacyjny i serwerowy, stanowiące łącznie 60% produkcji. Pozostałe segmenty, w tym motoryzacja, automatyka, odnawialne źródła energii, opieka zdrowotna, lotnictwo i obronność oraz bezpieczeństwo, stanowiły 40%. Oczekuje się, że do 2035 udział pierwszej z tych grup zmniejszy się do 53%.

Branża zaawansowanych technologii back-end w UE jest gotowa na wzrost, choć nadal istnieją również poważne wyzwania. Jak pisze IPC w swym raporcie Securing the European Union’s Electronics Ecosystem, kluczowe dla utrzymania i potencjalnego zwiększenia udziału UE w rynku globalnym wydają się być inwestycje w nowe zakłady i technologie. Strategiczne inicjatywy, współpraca i ciągłe inwestycje w badania i rozwój odegrają kluczową rolę w kształtowaniu przyszłości advanced packaging w Europie.

Polska najwyżej w Europie

We wrześniu 2024 roku analitycy Kearney przeanalizowali 28 parametrów, decydujących o atrakcyjności danego kraju, podzielonych na trzy zasadnicze kategorie: otoczenie biznesowe (waga 30%), zachęty kapitałowe (waga 20%) oraz koszty i zachęty operacyjne (waga 50%). Poniższy rysunek przedstawia ranking krajów i regionów, powstały w wyniku analizy Kearney.

Polska znajduje się na piątej pozycji rankingu Kearney, najwyżej spośród wszystkich krajów Europejskich. Liderami rynku produkcji back-end (tzw. rynek OSAT) są Tajwan i Chiny kontynentalne, którzy łącznie kontrolują ponad 60 procent jego udziałów, a także Malezja i Indie. Spośród 10 największych dostawców OSAT na świecie, sześciu ma siedzibę na Tajwanie, a trzech w Chinach kontynentalnych. Jednak jak pisze Kearney, Unia Europejska chce wzmocnić swoją lokalną sieć produkcji półprzewodników, uzupełniając zakłady produkcji front-end w Niemczech, Irlandii i Francji o funkcje back-end. Polska jest strategicznie dobrze pozycjonowana na rynku OSAT poprzez możliwość zaoferowania stosunkowo niskich kosztów operacyjnych. Łącznie Polska uzyskała od Kearney 5.2 punktu (lider listy, Tajwan, otrzymał 6 punktów) z czego aż 3.4 z tytułu przyjaznego otoczenia gospodarczego.

Zapraszamy na TEK.day Gdańsk, 11 września 2025. Zapisz się tutaj!