Kulicke & Soffa wil de backendlithomarkt stap voor stap veroveren

Kulicke & Soffa wil de backendlithografiemarkt in nauwe samenwerking met klanten veroveren, stap voor stap. Zo werkt het in de machinemarkt voor geavanceerde verpakkingen, stelt TL Cheam, de VP die verantwoordelijk is voor strategie bij het Singaporese bedrijf.

René Raaijmakers

Hoe zullen de zaken in de opkomende markt voor backend lithografie uitpakken? Zullen we consolidatie zien? Wat zijn de kansen voor Kulicke & Soffa, de Singaporese specialist in backend apparatuur die de lithostartup Liteq kocht, kort nadat het Philips-spinout Assembléon had overgenomen? Mechatronica&Machinebouw legde deze vragen voor aan Tong Liang Cheam, vicepresident corporate strategy bij K&S.

Cheam speelde een belangrijke rol bij de overname van Assembléon door Kulicke & Soffa eind 2014. Zeven jaar later resulteerde de inlijving van dat pick-and-place-bedrijf in het formidabele marktsucces van de Pixalux- en Luminex-apparatuur voor het plaatsen van mini- en micro-leds in de displaymarkt. Beide machines worden ontwikkeld door het r&d-team in Eindhoven.

Tijdens zijn bezoek aan Eindhoven om over pick-and-place-technologie te praten, hoorde Cheam ook over een piepklein startupje dat een backend stepper ontwikkelde. ‘Het was rond 2015, 2016. We hadden net Assembléon overgenomen. Ik vond Liteq heel interessant. Het bood de technologie van de toekomst aan en niet de traditionele optiek met kwiklampen’, zegt Cheam. Het was de laserbron die zijn interesse wekte. ‘Dat gaf de mogelijkheid om een lithotool te leveren met een hoge verwerkingscapaciteit, erg belangrijk in backend.’

‘De laser als belangrijkste differentiator interesseerde me echt omdat ik geavanceerde verpakkingen zag evolueren in een heleboel verschillende technologieën, van eenvoudige flipchip tot fan-out wafer-level packaging, heterogene integratie en chiplet-technologieën waarover iedereen het momenteel heeft. Chiplets moeten op specifieke substraten of zelfs op silicium worden gemonteerd en je hebt absoluut lithografische tools met een hoge resolutie nodig om nauwkeurige verbindingen tussen de verschillende chips te maken. Ik zie Liteq daar in de nabije toekomst een grote rol spelen. We hebben het bedrijf niet gekocht vanwege de huidige situatie, maar echt voor toekomstige markten.’

Liteq – inmiddels de naam van K&S’ lithoportfolio – gebruikt een 355 nm Nd:Yag-laserbron in plaats van de g-, h- en i-lijn van kwiklampen die gebruikelijk zijn in de backendmarkt. Deze keuze maakte een veel goedkopere belichter en lens mogelijk, wat resulteerde in een aanzienlijk betere cost of ownership voor de klant.

Liteq heeft deze keuze een decennium geleden gemaakt. Wat is op dit moment het concurrentievoordeel van die steppers in de backendmarkt?

‘De kwiklamp heeft een korte levensduur. Het is eerder weken dan maanden. Je moet die lamp elke keer vervangen voordat hij kapotgaat. Doe je dat niet, dan loop je het risico dat de lamp explodeert, wat de wafer in bewerking in gevaar brengt. Het kan ook gezondheidsproblemen geven. Het gebruik van een laser is een groot voordeel omdat die maar één keer per jaar onderhoud nodig heeft. Dat betekent minder downtime.’

‘Lasers maken ook een hoge productiviteit mogelijk. We hebben laserversies van 27 tot 60 watt. Het geeft ons een hoge productiviteit met 75 tot 95 wafers per uur. Lasers geven ons ook de mogelijkheid voor een hoge resolutie in combinatie met een grote scherptediepte, met andere woorden: een groot procesvenster. Op dit moment kijken we naar 2 micron en lager.’

Jullie onderscheiden je door laserlicht te gebruiken in de Liteq-steppers, vergeleken met concurrenten die kwiklampen gebruiken. Toch noemen jullie het systeem i-line? Waarom is dat?

‘We noemen het de i-line-stepper omdat het 355 nm laserlicht heel dicht bij de i-line-golflengte van 365 nanometer ligt. De i-line-resist die op de markt wordt gebruikt, is zeer gevoelig voor 355 nm laserlicht. Dat is de reden waarom ik het de i-line-stepper noem.’

Canon en Nikon hebben ook hun oog laten vallen op de backendlithomarkt. Wat is uw mening daarover?

‘We zien Canon en Nikon verschuiven van de frontend- naar de backendmarkt. We zien ze wel als concurrentie maar hun systemen hebben nog steeds een hoge gemiddelde verkoopprijs. De Liteq-systemen zijn echt ontworpen om tegemoet te komen aan de backendmarkt voor geavanceerde verpakkingen. Door ons ontwerp zijn we kostenefficiënter dan een goedkopere versie van een frontend lithomachine. Het Liteq-systeem heeft dus een veel betere cost of ownership.’

Kun je iets vertellen over K&S’ strategie in litho?

‘In litho werken we met verschillende klanten, allemaal onder nda. Maar je kunt onze aanpak vergelijken met wat we deden met onze thermische Apama-compressiebonders voor heterogene of chiplet-integratie. We zijn in 2013 begonnen met de ontwikkeling van thermische compressiebondertechnologie, maar hebben pas eind 2018, begin 2019 inkomsten gegenereerd. Op dit moment worden we erkend als een van de leiders in tcb. Dat komt omdat we samenwerken met belangrijke klanten, van r&d tot het zeker stellen dat de bonder die we hebben ontworpen voldoet aan hun eisen en hun toepassing. Dat kost tijd, want we ontwikkelen niet voor het huidige knooppunt, maar voor n plus 1.’

‘In een markt waar een sterke gevestigde operator zit, is het heel moeilijk om te concurreren in het n-knooppunt. Je moet een sprong voorwaarts maken om de concurrentie voor te blijven. Dat was onze strategie voor thermische compressieverbindingen, en we zijn door de grootste cpu-fabrikant ter wereld als een van de erkende technologieleiders in tcb naar voren geschoven. Wat het lithografietoestel betreft, werken we met verschillende klanten aan de behoeftes van de volgende generatie, niet aan die van de huidige generatie. Het zal dus tijd kosten om dit samen met onze klanten te ontwikkelen.’

Er zijn ongeveer tien spelers in backend litho.

‘Veel interessante spelers proberen de markt te betreden, maar ik zie niet dat ze de technische capaciteiten hebben die K&S heeft om te voldoen aan de eisen van specifieke klanten in de geavanceerde verpakkingsmarkt. Ze hebben misschien ook niet de relatie met klanten die wij hebben. Dat is belangrijk voor onze kennis van toekomstige behoeftes. Wij hebben die kennis omdat we samenwerken met belangrijke klanten op het gebied van geavanceerde verpakkingen.’

Wat betreft de technologieontwikkeling van K&S met klanten, hoe verhouden osat’s als ASE en Amkor zich tot foundry’s als TSMC en idm’s als Intel?

‘Als ik kijk naar de ontwikkeling van geavanceerde verpakkingen voor de volgende generatie, hebben foundry’s en idm’s een voorsprong op de osat’s. Maar de osat’s kunnen je uiteindelijk een hoger volume geven. Dus voor ons zijn ze even belangrijk. Het hangt echt af van de technologiefase waarin je je bevindt.’

We zien een opkomende trend in panel-level integratie. Onto verkoopt nu al steppers voor panelen.

‘Bepaalde klanten blijven liever op waferniveau omdat ze in hun hele productielijn te maken hebben met rond, niet vierkant of rechthoekig. Voor grote panelen tot 600 bij 600 mm moeten we zeker ontwikkelwerk doen. Maar het hangt echt af van de klant met wie we werken. Zij bepalen wat we gaan aanbieden. We gaan stap voor stap te werk, werken met een specifieke klant, voldoen aan hun eisen en gaan door naar de volgende. Door alle concurrerende technologieën op het gebied van geavanceerde verpakkingen weten we echt niet welke uiteindelijk de winnaar zal zijn. Daarom werken we liever met specifieke klanten dan te proberen met een generiek instrument iedereen van dienst te zijn. Als je dat probeert, win je misschien niets.’

Overweegt K&S een lithotool op paneelniveau?

‘We zijn momenteel met een aantal klanten in gesprek over panel-level litho, maar het is nog niet zover dat we een beslissing hebben genomen. De lithoklanten waarmee we nu aan tafel zitten, zijn wel het type klanten dat ons uiteindelijk het volume zal opleveren dat we voor ogen hebben. Ze zijn de drijvende kracht achter de technologie van de volgende generatie. Het is zeer vergelijkbaar met de manier waarop we de business voor thermisch compressieverbinden hebben ontwikkeld. Het heeft ons veel tijd gekost; onze aanpak in de backendlithomarkt is vergelijkbaar.’

Komt er een shake-out in backend litho zoals we zagen in frontend litho in de jaren tachtig?

‘Het zal van vergelijkbare aard zijn. Sommige van de spelers die nu opkomen, zullen afhaken omdat ze niet de technologie of de middelen hebben. Net als in de markt voor wirebonding zullen er slechts een paar belangrijke spelers overblijven. Ik voorzie wel dat er een of twee of drie grote zullen zijn. En natuurlijk zou ik K&S graag in de top terugzien.’