Opportunités pour High

Vikash Kumar | 11 octobre 2021

La demande de biens au lieu de services induite par le COVID-19, combinée aux perturbations de la chaîne d'approvisionnement, a entraîné une pénurie de puces qui devrait se poursuivre jusqu'à l'année prochaine. Comme on pouvait s'y attendre, ce déséquilibre entre l'offre et la demande a conduit les fabricants de semi-conducteurs, dont TSMC et Intel, à augmenter les prix. Quelques entreprises ont même commencé à investir dans de nouvelles usines et de nouveaux acteurs sont entrés sur le terrain pour profiter des opportunités commerciales. Tout cela est une bonne nouvelle pour les plastiques hautes performances (HPP), notamment le PI, le PEEK/PEKK, le PEI, le PAI, le PPSU, le PESU, le PPS, le LCP et le PFA. Ces matériaux ont de nombreuses applications dans l'industrie des semi-conducteurs, en particulier lorsque des températures élevées et des processus de nettoyage chimique sont impliqués. Ces polymères fonctionnent bien dans des conditions extrêmement difficiles, mais ils coûtent relativement moins cher que des matériaux tels que la céramique ou le quartz.

La production de semi-conducteurs est un processus sophistiqué et stimulant en trois étapes - fabrication, test et assemblage - dans lequel les HPP jouent plusieurs rôles. Par exemple, les polymères sont utilisés pour fabriquer des pièces de bancs humides, des machines qui nettoient, rincent et sèchent chimiquement les tranches à des températures élevées. Les HPP sont les matériaux préférés pour de nombreux composants, tels que les anneaux CMP, les supports de plaquettes, les guides/peignes de plaquettes, les douilles de test de rodage, les cartes sondes et les fixations. De plus, en raison des changements de processus, les HPP à haute température gagnent en popularité pour la production de plateaux de manipulation de circuits intégrés, de mandrins rotatifs et d'autres produits. Les HPP satisfont à presque tous les critères requis, notamment :

Récemment, le concepteur de puces britannique ARM Ltd. (Nvidia) a annoncé qu'il avait construit un processeur sur un substrat en polyimide au lieu de silicium. Si la mise en œuvre et la commercialisation réussissent, cela pourrait être une autre application HPP prometteuse en raison de son faible coût et de son potentiel de production de masse. Un processeur flexible ou en plastique pourrait avoir des applications potentielles dans les appareils intelligents, les équipements de surveillance de la santé en temps réel, parmi de nombreux autres produits. Il serait également hautement préféré dans les appareils autonomes et de connexion à faible consommation. Un défi possible serait sa durée de conservation utilisable, qui n'a pas encore été démontrée dans des conditions réelles.

Les principaux défis liés à certains composants HPP comprennent la sélection des grades et les différences de prix entre les différents polymères. PPS, PESU, PSU et PEI sont moins chers que PEAK/PEKK ; cependant, ces derniers offrent certaines propriétés souhaitables.

Les exigences de volume sont incohérentes et limitées ; par conséquent, le moulage par injection peut ne pas être un procédé de fabrication approprié dans de nombreux cas.

De plus, l'introduction de nouveaux matériaux est complexe, car elle implique de multiples parties prenantes.

La taille des plaquettes - <150, 200, 300 et 450 mm - est également un facteur de complication. La plaquette de 450 mm a été abandonnée en raison de ses grandes dimensions et de son poids. La plaquette de 300 mm semble détenir la plus grande part de marché, et cela devrait continuer.

La taille de l'usine de fabrication est un aspect important, car elle affecte les cycles de maintenance et de production et peut influencer le choix des matériaux. De plus, les innovations dans la conception des puces - changements de substrat (Si en SiC ou GaN) et une réduction des distances de pas pour atteindre une densité de broches plus élevée - peuvent entraîner une préférence pour les matériaux par rapport aux titulaires. Il peut également augmenter la température nominale dans quelques cas de 150 - 200°C à 200 - 250°C.

Les fluoropolymères relativement moins chers (PTFE, PVDF et ECTFE) gagnent en popularité dans les applications où la résistance chimique est cruciale, bien que les matériaux présentent des problèmes de processabilité. Le PEEK semble dominer le marché où une résistance élevée à la chaleur est le principal critère de sélection des matériaux, mais le matériau est assez cher.

Parallèlement à un bond soudain de la consommation, l'activité géopolitique est responsable des pénuries de puces. De nouveaux investissements dans des pays en développement tels que l'Inde, l'Indonésie, les Philippines et le Vietnam atténueront la pénurie de puces. Au départ, ces nations seront actives dans les tests et l'assemblage plutôt que dans la production de puces, car cela nécessite un savoir-faire technologique important et des investissements importants. À long terme, cependant, ces économies émergentes deviendront des producteurs de puces.

Les États-Unis, l'Europe occidentale, le Japon et la Corée du Sud augmentent la production régionale de puces pour faire face aux pénuries, ce qui stimulera certainement la demande de HPP. Cela peut être plus prononcé sur les sites de test et d'assemblage que dans la fabrication, où les entreprises peuvent choisir de s'en tenir aux matériaux en place pour éviter les incertitudes liées à la qualité. Le processus de cuisson à haute température dans la manipulation des copeaux et la durabilité poussera l'utilisation de HPP recyclés, car l'utilisation de la résine vierge serait coûteuse. De plus, l'émergence de la fabrication additive et le développement de nouvelles nuances devraient produire des composants avec un meilleur profil de coût de possession à un niveau de performance similaire.

A propos de l'auteur

Vikash Kumar est responsable du programme, Polymères et matériaux, chez ChemBizR, un partenaire de recherche et de conseil en entreprise de sociétés mondiales de produits chimiques. ChemBizR aide ses clients à relever les défis commerciaux critiques et les initiatives de croissance stratégique et à transformer leur entreprise pour une croissance durable dans un environnement hautement concurrentiel et en évolution rapide. Contactez l'auteur et la société à [email protected].

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