Je winkelwagen is momenteel leeg!
‘Besi heeft strategisch probleem’
Besi heeft nog steeds een ijzersterke positie in hybrid-bonding, de hype die zijn aandelenkoers tot bizarre hoogten opstuwde. De realiteit van de backend haalde de hype in de afgelopen maanden echter in, met een koersval tot gevolg. Welk verhaal gaat Besi-topman Richard Blickman morgen bij de kwartaalresultaten vertellen?
Om maar meteen de reden achter de forse koersval van Besi’s aandelen te noemen: de grote volumes hybrid-bondingmachines laten nog een paar jaar op zich wachten nu geheugenchipfabrikanten thermal compression bonding(TCB) kiezen voor het samenstellen van high-bandwith-memorymodules. Zoals gewoonlijk wint een gevestigde goedkope technologie het, ook al gaat het om chips voor datacentra en high-end computing. Kortom, het is business as usual in de backend-semiconindustrie.
Gaat Besi-topman Richard Blickman analisten en zijn aandeelhouders er morgen bij de bespreking van de kwartaalresultaten van overtuigen dat Besi zijn voorsprong in markt en technologie kan vasthouden? De Nederlandse maker van backend-equipment voor de chipindustrie hield de afgelopen jaren een mythe in stand van een schijnbare onaantastbaarheid op dit gebied.
Blickmans verhaal heeft overigens een stevig fundament. Besi is in de eerste plaats pionier en voorloper in de hybrid-bondingtechnologie. Er staan intussen twee generaties van deze plaatsingsmachines op de markt, met grote klanten Intel en TSMC als aanjagers. Die gebruiken niet alleen eerste generatie-machines met een nauwkeurigheid van 150 tot 200 nm, maar testen intussen ook een nieuwe generatie apparatuur met een precisie van 100 nm.
In totaal stonden er eind vorig jaar veertig hybrid bonding (TCB) machines van Besi in de markt bij totaal negen klanten. Daarmee leken concurrenten ASMPT en Kulicke & Soffa het nakijken te hebben. IJzersterke troef is ook het partnership van het Nederlandse bedrijf met frontend marktleider Applied Materials, dat de apparatuur voor polijsten en cleaning levert. Dat is een noodzakelijke stap die vooraf gaat aan het plaatsen van de kale chip op de kale wafer.
Toch liep Blickmans verhaal de afgelopen maanden krassen op. Fabrikanten van geheugenchips hebben besloten om hun geheugenchip-modules voor datacentra en high-end computers met de goedkopere TCB-techniek te verpakken. Deze high bandwith-memory’s (HBM) vormden potentieel de grootste markt voor hybrid-bonding. Samsung Electronics, SK Hynix en Micron kiezen waarschijnlijk voor thermal compression bonding om hun HBM-geheugens te verpakken. TCB is een bewezen en goedkopere methode.
![](https://hightechsystems.nl/wp-content/uploads/2024/04/thumbnail_SK-hynix-Develops-HBM3_1.jpg)
Langszij
De beslissing van HBM-fabrikanten om de introductie van hybrid-bonding uit te stellen biedt nu ruimte aan concurrenten om langszij te komen. Voorlopig heeft alleen ASMPT zich gemeld, maar dit in Singapore gevestigde bedrijf is wel marktleider in de backend. Het bedrijf liet begin dit jaar weten dat het twee orders op zak heeft voor zijn Lithobold hybrid-bonders.
Daarnaast zit er ook nog volop ontwikkeling in het alternatief TCB. Dat zeggen zowel ASMPT als Kulicke & Soffa, die beide een betere positie hebben dan Besi in het TCB-segment. Als er bovendien iets is waar backend-equipmentfabrikanten goed in zijn, dan is het wel het uitknijpen van bestaande technieken. Zowel ASMPT als Kulicke & Soffa claimen dat er nog veel rek zit in TCB. Wat ook meespeelt in de markt is dat verpakken nog steeds wordt gezien als een noodzakelijk kwaad. Kosten speelden tot nu toe altijd de hoofdrol. Blijkbaar ziet de meest kostensensitieve markt – die van de geheugens – nog geen voordelen om HB in te zetten.
Het is op te vatten als een strategische misser van Richard Blickman. Maar aan de andere kant is hybrid-bonding wel degelijk een zeer veelbelovende techniek die in de toekomst absoluut soelaas zal bieden in de verdere miniaturisering van elektronica. De ingebruikname van de geavanceerde technologie gaat echter minder snel dan verwacht. Het is een wetmatigheid in de backend, maar blijkbaar heeft zelfs veteraan Blickman dit onderschat.
Strategisch probleem
De analist Ruben Devos van Kepler Chevreux zei vorige maand tegen Reuters dat Besi een ‘strategisch probleem’ heeft. ‘Het uitstel kan concurrenten extra tijd geven om hun ontwikkelingsinspanningen te intensiveren’, zei Chevreux en voegde eraan toe dat Besi met hybrid-bonding geen geboorterecht heeft op de technologie. ‘Hybrid-bonding heeft een lagere toetredingsdrempel dan technologieën zoals je die in de frontend ziet’, verwijzend naar ASML’s EUV-technologie en de atoomlaagdepositie waarmee ASM International de markt domineert.
‘De komende generatie high-bandwith-memory kan TCB blijven gebruiken, omdat onze volgende generatie machines voldoen aan de hogere nauwkeurigheidseisen voor het aanleggen van zestien DRAM-lagen in een HBM4-verpakking’, zegt Nelson Fan, vice president, advanced packaging bij ASMPT Semiconductor Solutions. Hybrid-bonding is op dit moment nog steeds een te dure optie voor HBM4, zegt Fan wijzend naar de grote HBM-spelers die introductie van hybrid-bonding uitstellen als reactie op de versoepeling van de eisen die de industrie stelt aan de dikte van de verpakking.
Fan doelt daarmee op Jedec, een organisatie waarbinnen zo’n 350 chip- en elektronicafabrikanten afspraken maken over wereldwijde standaarden. De komende generatie high-bandwidth-memory (HBM4) gaat naar verwachting in 2026 in massaproductie en bestaat uit twaalf tot zestien gestapelde DRAM’s. Volgens een rapport van de Zuid-Koreaanse website ZDNET heeft de Jedec-commissie voor HBM4 de eisen voor deze snelle geheugens versoepeld. Een HBM4-stack mag nu 775 micrometer hoog zijn, dikker dan de 720 micrometer van de vorige generatie.
![](https://hightechsystems.nl/wp-content/uploads/2024/04/ASMPT-LITHOBOLT_ASMPT.png)
Wikken en wegen
Samsung Electronics, SK Hynix en Micron wikken en wegen nu de verpakkingstechnieken voor hun nieuwste generaties HBM-stacks. Met thermal-compression-bonding kunnen ze hun geheugenchips via bumps van 30 tot 40 micron met elkaar verbinden. Het alternatief is hybrid-bonding, waarmee chips en wafers direct met elkaar worden verbonden door ze vlak en ultraschoon te maken en daarna op elkaar te leggen (diëlektricum direct met diëlektricum, kopercontacten direct met koper), waarna er een zeer hechte verbinding ontstaat. ‘Als de pakketdikte wordt aangepast naar 775 micrometer, kunnen zestienlaags DRAM HBM4-verpakkingen worden gefabriceerd met de bestaande hechttechnologie (lees TCB)’, aldus ZDNET.
De vraag is of topman Blickman morgen toch nog met een HBM-fabrikant gaat komen die zijn hybrid-bondingsystemen in massaproductie neemt om een technologische voorsprong te nemen. Als geen enkele geheugenchip-fabrikant grote aantallen HB-machines aanschaft, maar slechts enkele testexemplaren, dan kan het nog enkele jaren duren voor de echt grote markt voor HB zal ontluiken. In dat geval kunnen we een koerscorrectie van Besi verwachten.
Hoge volumes
HBM is namelijk potentieel de grootste toepassingsmarkt voor de verbindingstechnologie. In kwartaalbesprekingen met analisten ging Richard Blickman er overigens niet vanuit dat zijn hybrid-bondingmachines bij de start van HBM4 al zouden worden ingezet, maar wel in generatie twee van HBM4. Maar in HBM zitten potentieel wel de hoge volumes, vier tot zes keer groter. ‘Zelfs meer dan dat’, zei Blickman in januari bij de bekendmaking van de jaarcijfers.
Hybrid-bonding wordt al toegepast door TSMC voor microprocessoren van AMD. Ook Intel ziet het als troef voor zijn foundry-activiteiten. Maar ZDNET stelt dat de ontwerpteams van Samsung Electronics, SK Hynix en Micron zich nu richten op het upgraden van bestaande hechttechnologieën, lees TCB. De minder agressieve tijdlijn voor bondingtechnologieën voor HBM zal de groei van hybrid-bonding naar een grote volwassen markt aanzienlijk vertragen, want juist het geheugensegment kan hoogvolume HB aanjagen. De introductie van hybrid-bonding in HBM is nu uitgesteld en valt mogelijk samen met de komende generatie HBM’, aldus ZDNET. Maar ook dat is onzeker, omdat ook TCB technologische vooruitgang boekt en de backend-industrie dus ook in de volgende fase kan kiezen voor de goedkoopste oplossingen.
Volumetoename
Naast Besi gelooft ook ASMPT erin dat hybrid-bonding op den duur een aandeel zal krijgen in geavanceerde chipverpakkingen. Topman Robin Ng verklaarde al dat de marktleider klaar is voor de echte volumetoename van hybrid-bonding. Nelson Fan van ASMPT wijst op het vertrouwen dat verpakkingsbedrijven als Amkor en ASE hebben in het inmiddels tien jaar oude TCB. ‘Het is een volwassen technologie, met voortdurende vooruitgang. HB is in opkomst, maar met een groot potentieel.’
Fan wijst ook op een andere wetmatigheid in de backend: verbindingstechnologieën verdringen elkaar niet, maar vullen elkaar aan. ‘Wij zien TCB en HB als complementair. Ze zullen zich na verloop van tijd ontwikkelen. Elk chipassemblagebedrijf heeft zijn eigen ‘sweet spot’ en klanten zullen een mix-and-match benadering kiezen om te voldoen aan hun specifieke behoeften en uitdagingen bij het balanceren tussen kosten en prestaties’, antwoordt hij per mail. ‘Beide oplossingen kunnen we bieden om de verschillende behoeftes van klanten in te vullen.’
Fan constateert dat logica-fabrikanten als eerste voor de hogere prestaties zullen gaan die hybrid-bonding biedt, in de vorm van kortere verbindingen en dus hogere snelheden in verpakkingen. Daarna komen de foundry’s en osat’s (outsourced semiconductor assembly and test). ‘Die moeten vaak een breed scala aan klanten met uiteenlopende eisen ondersteunen’, stelt Fan. ‘Flexibiliteit in technologie-oplossingen zou hen in staat kunnen stellen om een breder scala aan diensten aan te bieden ter ondersteuning van zowel kosteneffectieve als hoogwaardige oplossingen.’