يُسهم تنوّع الطلب والإنتاج على التغليف المتطور في مختلف الأسواق في زيادة حجم سوقه من 38 مليار دولار إلى 79 مليار دولار بحلول عام 2030. ويُعزى هذا النمو إلى متطلبات وتحديات متنوعة، مع الحفاظ على اتجاه تصاعدي مستمر. وتتيح هذه المرونة للتغليف المتطور مواكبة الابتكار والتكيّف المستمر، بما يلبي الاحتياجات الخاصة لمختلف الأسواق من حيث الإنتاج والمتطلبات التقنية ومتوسط أسعار البيع.
ومع ذلك، فإن هذه المرونة تشكل أيضاً مخاطر على صناعة التغليف المتقدمة عندما تواجه بعض الأسواق انكماشاً أو تقلبات. في عام 2024، استفادت صناعة التغليف المتقدمة من النمو السريع لسوق مراكز البيانات، في حين أن تعافي الأسواق الجماهيرية مثل سوق الهواتف المحمولة كان بطيئاً نسبياً.
تُعدّ سلسلة توريد التغليف المتقدم أحد أكثر القطاعات الفرعية ديناميكية ضمن سلسلة توريد أشباه الموصلات العالمية. ويعود ذلك إلى تنوّع نماذج الأعمال التي تتجاوز خدمات التجميع والاختبار الخارجية لأشباه الموصلات التقليدية، والأهمية الجيوسياسية الاستراتيجية لهذه الصناعة، ودورها المحوري في إنتاج منتجات عالية الأداء.
كل عام يحمل معه تحدياته الخاصة التي تعيد تشكيل مشهد سلسلة توريد التغليف المتقدم. في عام 2024، تؤثر عدة عوامل رئيسية على هذا التحول: محدودية الطاقة الإنتاجية، وتحديات الإنتاجية، وظهور مواد ومعدات جديدة، ومتطلبات الإنفاق الرأسمالي، واللوائح والمبادرات الجيوسياسية، والطلب المتزايد في أسواق محددة، وتطور المعايير، ودخول منافسين جدد، وتقلبات أسعار المواد الخام.
ظهرت تحالفات جديدة عديدة للتعاون في معالجة تحديات سلاسل التوريد بسرعة وكفاءة. ويجري ترخيص تقنيات التغليف المتقدمة الرئيسية لجهات أخرى لدعم الانتقال السلس إلى نماذج أعمال جديدة ومعالجة قيود الطاقة الإنتاجية. ويتزايد التركيز على توحيد معايير الرقائق الإلكترونية لتعزيز تطبيقاتها على نطاق أوسع، واستكشاف أسواق جديدة، وتخفيف أعباء الاستثمار الفردية. وفي عام 2024، بدأت دول وشركات ومرافق وخطوط إنتاج تجريبية جديدة بالالتزام بالتغليف المتقدم، وهو اتجاه سيستمر حتى عام 2025.
لم تصل تقنيات التغليف المتقدمة بعد إلى حدّ التشبع. فبين عامي 2024 و2025، حققت هذه التقنيات إنجازات غير مسبوقة، وتوسعت لتشمل إصدارات جديدة متطورة من تقنيات ومنصات التغليف المتقدمة الحالية، مثل أحدث جيل من تقنيتي EMIB وFoveros من إنتل. كما يحظى تغليف أنظمة CPO (الأجهزة البصرية المدمجة في الرقاقة) باهتمام متزايد من الصناعة، حيث يجري تطوير تقنيات جديدة لجذب العملاء وزيادة الإنتاج.
تمثل ركائز الدوائر المتكاملة المتقدمة صناعة أخرى وثيقة الصلة، حيث تشترك في خرائط الطريق ومبادئ التصميم التعاوني ومتطلبات الأدوات مع التغليف المتقدم.
إلى جانب هذه التقنيات الأساسية، تقود العديد من التقنيات "الخفية" تنويع وابتكار التغليف المتقدم: حلول توصيل الطاقة، وتقنيات التضمين، والإدارة الحرارية، والمواد الجديدة (مثل الزجاج والمواد العضوية من الجيل التالي)، والوصلات المتقدمة، وأشكال المعدات/الأدوات الجديدة. من الأجهزة المحمولة والإلكترونيات الاستهلاكية إلى الذكاء الاصطناعي ومراكز البيانات، يقوم التغليف المتقدم بتكييف تقنياته لتلبية متطلبات كل سوق، مما يُمكّن منتجات الجيل التالي من تلبية احتياجات السوق أيضًا.
من المتوقع أن يصل حجم سوق التغليف الراقي إلى 8 مليارات دولار أمريكي في عام 2024، مع توقعات بتجاوزه 28 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2030، ما يعكس معدل نمو سنوي مركب قدره 23% خلال الفترة من 2024 إلى 2030. أما فيما يتعلق بالأسواق النهائية، فإن أكبر سوق للتغليف عالي الأداء هو "الاتصالات والبنية التحتية"، والذي حقق أكثر من 67% من الإيرادات في عام 2024. ويليه مباشرة "سوق الهواتف المحمولة والمستهلكين"، وهو السوق الأسرع نموًا بمعدل نمو سنوي مركب قدره 50%.
من المتوقع أن يشهد قطاع التغليف الراقي نمواً سنوياً مركباً بنسبة 33% خلال الفترة من 2024 إلى 2030، حيث سيرتفع من حوالي مليار وحدة في عام 2024 إلى أكثر من 5 مليارات وحدة بحلول عام 2030. ويعود هذا النمو الكبير إلى الطلب القوي على التغليف الراقي، فضلاً عن أن متوسط سعر البيع أعلى بكثير مقارنة بالتغليف الأقل تطوراً، مدفوعاً بتحول القيمة من مرحلة الإنتاج الأولية إلى مرحلة الإنتاج النهائية بفضل منصات الطباعة ثنائية الأبعاد ونصف وثلاثية الأبعاد.
تُعد ذاكرة التخزين المكدسة ثلاثية الأبعاد (HBM و3DS و3D NAND وCBA DRAM) المساهم الأهم، ومن المتوقع أن تمثل أكثر من 70% من حصة السوق بحلول عام 2029. وتشمل المنصات الأسرع نموًا CBA DRAM و3D SoC وواجهات السيليكون النشطة ومجموعات 3D NAND وجسور السيليكون المدمجة.
تتزايد صعوبة دخول سلسلة توريد التغليف عالي الجودة، حيث تُحدث مصانع رقائق السيليكون الكبيرة وشركات تصنيع الرقائق المتكاملة ثورة في مجال التغليف المتقدم بفضل قدراتها المتقدمة. ويُزيد اعتماد تقنية الربط الهجين من صعوبة الوضع بالنسبة لموردي خدمات التجميع والاختبار الخارجية، إذ لا يستطيع تحمل خسائر الإنتاج الكبيرة والاستثمارات الضخمة إلا من يمتلكون قدرات تصنيع رقائق السيليكون وموارد وفيرة.
بحلول عام 2024، ستسيطر شركات تصنيع الذاكرة، ممثلةً بتقنيات يانغتسي للذاكرة، وسامسونج، وإس كيه هاينكس، ومايكرون، على سوق التغليف عالي الجودة، مستحوذةً على 54% منه، وذلك بفضل تفوق ذاكرة التكديس ثلاثية الأبعاد على المنصات الأخرى من حيث الإيرادات، وإنتاج الوحدات، وإنتاجية الرقاقات. في الواقع، يتجاوز حجم مشتريات تغليف الذاكرة حجم مشتريات تغليف الدوائر المنطقية بكثير. تتصدر شركة TSMC السوق بحصة تبلغ 35%، تليها مباشرةً شركة يانغتسي للذاكرة بحصة 20% من السوق. من المتوقع أن تخترق الشركات الجديدة، مثل كيوكسيا، ومايكرون، وإس كيه هاينكس، وسامسونج، سوق ذاكرة NAND ثلاثية الأبعاد بسرعة، مستحوذةً على حصة سوقية. تحتل سامسونج المرتبة الثالثة بحصة 16%، تليها إس كيه هاينكس (13%) ومايكرون (5%). مع استمرار تطور ذاكرة التكديس ثلاثية الأبعاد وإطلاق منتجات جديدة، من المتوقع أن تنمو حصص هذه الشركات المصنعة في السوق بشكل ملحوظ. وتليها شركة إنتل بحصة 6%.
لا تزال كبرى شركات تصنيع أشباه الموصلات الخارجية (OSAT)، مثل Advanced Semiconductor Manufacturing (ASE) وSiliconware Precision Industries (SPIL) وJCET وAmkor وTF، منخرطة بفعالية في عمليات التغليف والاختبار النهائية. وتسعى هذه الشركات إلى الاستحواذ على حصة سوقية من خلال حلول تغليف متطورة تعتمد على تقنية التوزيع فائق الوضوح (UHD FO) وقوالب التوصيل. ومن الجوانب الرئيسية الأخرى تعاونها مع كبرى مصانع أشباه الموصلات ومصنعي الأجهزة المتكاملة (IDMs) لضمان المشاركة في هذه الأنشطة.
اليوم، يعتمد تصنيع التغليف عالي الجودة بشكل متزايد على تقنيات التصنيع الأمامي، مع بروز تقنية الربط الهجين كاتجاه جديد. وتلعب شركة BESI، من خلال تعاونها مع AMAT، دورًا محوريًا في هذا الاتجاه، حيث تُزوّد شركات عملاقة مثل TSMC وإنتل وسامسونج بالمعدات، والتي تتنافس جميعها على الهيمنة على السوق. كما تُعدّ شركات أخرى مُورّدة للمعدات، مثل ASMPT وEVG وSET وSuiss MicroTech، بالإضافة إلى Shibaura وTEL، مكونات أساسية في سلسلة التوريد.
يُعدّ تقليل المسافة بين نقاط التوصيل اتجاهًا تقنيًا رئيسيًا في جميع منصات التغليف عالية الأداء، بغض النظر عن نوعها، وهو اتجاه مرتبط بالوصلات البينية عبر السيليكون (TSVs) والوصلات البينية عبر السيليكون (TMVs) والوصلات الدقيقة، وحتى الربط الهجين، الذي برز كحلٍّ جذريٍّ. علاوة على ذلك، من المتوقع أيضًا انخفاض أقطار الوصلات البينية وسماكة الرقاقات.
يُعد هذا التقدم التكنولوجي أمراً بالغ الأهمية لدمج رقائق ومجموعات رقائق أكثر تعقيداً لدعم معالجة البيانات ونقلها بشكل أسرع مع ضمان انخفاض استهلاك الطاقة والخسائر، مما يتيح في النهاية تكاملاً عالي الكثافة وعرض نطاق ترددي أكبر لأجيال المنتجات المستقبلية.
يبدو أن تقنية الربط الهجين ثلاثي الأبعاد لأنظمة SoC تُشكّل ركيزة أساسية لتقنيات التغليف المتقدمة من الجيل القادم، إذ تُتيح تصغير المسافات بين الوصلات مع زيادة المساحة السطحية الإجمالية لنظام SoC. وهذا يُتيح إمكانيات مثل تكديس الشرائح من رقائق SoC المُقسّمة، ما يُتيح بالتالي تغليفًا متكاملًا غير متجانس. وقد أصبحت شركة TSMC، بتقنية النسيج ثلاثي الأبعاد، رائدةً في مجال تغليف أنظمة SoC ثلاثية الأبعاد باستخدام الربط الهجين. علاوة على ذلك، من المتوقع أن يبدأ دمج الرقاقة مع الرقاقة الإلكترونية بعدد محدود من رُزم ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية HBM4E ذات 16 طبقة.
تُعدّ الشرائح المتكاملة والتكامل غير المتجانس اتجاهًا رئيسيًا آخر يدفع إلى تبني تقنية التغليف عالي الأداء (HEP)، حيث تتوفر حاليًا منتجات في السوق تستخدم هذا النهج. على سبيل المثال، يستخدم معالج Sapphire Rapids من إنتل تقنية EMIB، ويستخدم معالج Ponte Vecchio تقنية Co-EMIB، بينما يستخدم معالج Meteor Lake تقنية Foveros. وتُعدّ AMD من كبرى الشركات المُصنّعة التي تبنّت هذا النهج التقني في منتجاتها، مثل معالجات Ryzen وEPYC من الجيل الثالث، بالإضافة إلى بنية الشرائح ثلاثية الأبعاد في معالج MI300.
من المتوقع أن تعتمد شركة إنفيديا تصميم هذه الشريحة في سلسلة بلاكويل من الجيل التالي. وكما أعلنت شركات كبرى مثل إنتل وإيه إم دي وإنفيديا، فمن المتوقع توفر المزيد من الحزم التي تتضمن رقائق مقسمة أو مكررة العام المقبل. علاوة على ذلك، من المتوقع اعتماد هذا النهج في تطبيقات أنظمة مساعدة السائق المتقدمة (ADAS) المتطورة خلال السنوات القادمة.
يتجه التوجه العام نحو دمج المزيد من منصات ثنائية الأبعاد ونصف وثلاثية الأبعاد في نفس العبوة، وهو ما يُطلق عليه البعض في هذا المجال اسم "التغليف ثلاثي الأبعاد ونصف". لذا، نتوقع ظهور عبوات تجمع بين رقائق نظام على رقاقة ثلاثية الأبعاد، ووحدات وسيطة ثنائية الأبعاد ونصف، وجسور سيليكون مدمجة، وبصريات مُغلفة بشكل مشترك. وتلوح في الأفق منصات تغليف جديدة ثنائية الأبعاد ونصف وثلاثية الأبعاد، مما يزيد من تعقيد تغليف فيزياء الطاقة العالية.
تاريخ النشر: 11 أغسطس 2025