phân tích ngành công nghiệp đóng gói trong lĩnh vực điện tử vi mạch bán dẫn và tác động của ngành đến kinh tế

Đây được xem là một bước tiến mới khi sản phẩm này sở hữunhiều ưu điểm: dễ thu hồi, tái chế và thuận tiện trong vận chuyển, đóng gói.Năm 1920, bao bì giấy bóng kính ra đời và sau đó khôn

BÀI TIỂU LUẬN

PHÂN TÍCH NGÀNH CÔNG NGHIỆP ĐÓNG GÓI TRONG LĨNH VỰC ĐIỆN TỬ, VI MẠCH, BÁN DẪN VÀ TÁC ĐỘNG CỦA NGÀNH ĐẾN KINH TẾ

Khoa : Quản trị kinh doanhNgành : Logistics và quản lý chuỗi cung ứng

Nguyễn Thị Thùy Dung 2188502296 - Quy trình đóng gói cho các sản phẩm điện tử, nhãn dán

Lê Huỳnh Khánh Ly 2188501098 - Quy trình đóng gói cho các sản phẩm vi mạch nhãn dán

Nguyễn Thị Kim Liên 2188503119 - Tác động kinh tế và môi trường trong quá trình sản xuất ra các vật liệu

Lê Đăng Khôi 2188500278 - Thực trạng ngành công nghiệp đóng gói trên thế giới và tại Việt Nam 100%

Võ Ngọc Huy 2188500232 - Phân tích chi tiết ví dụ điển hình thưc tế về 1 doanh nghiệp nổi tiếng

về lĩnh vực này tại thế giới hoặc tại Việt nam 100%Lăng Khánh Dương 2188501731 - Quy trình đóng gói cho các sản phẩm bán dẫn , nhãn dán

Chương 1: TỔNG QUAN 1

1.1 Bán dẫn 1

1.2 Điện tử 1

1.3 Vi mạch 1

1.4 Lịch sử hình thành và phát triển 1

Chương 2: Thực trạng ngành công nghiệp đóng gói trên thế giới 3

2.1 Nhu cầu về giải pháp đóng gói tiên tiến tăng cao 3

2.2 Những dự báo về tăng trưởng 3

2.3 Tỷ lệ chi phí bao bì trên sản phẩm điện tử 4

2.4 Dự báo tương lai về tổng giá trị ngành 4

Chương 3: Kỹ thuật, quy trình đóng gói hiện nay của lĩnh vực điện tử, vi mạch, bán dẫn 6

3.1 Vi mạch 6

3.1.1 Đóng gói 6

3.1.2 Quy trình đóng gói 6

3.1.3 Quy trình đóng gói Vi mạch cho vận chuyển 7

3.1.4 Quy định về nhãn dán của Vi mạch 8

3.1.5 Vi mạch cung cấp cho các ngành công nghiệp 9

3.2 Bán dẫn 9

3.2.1 Đóng gói 9

3.2.2 Đóng gói chip bán dẫn 9

3.2.1 Dán nhãn chip Bán dẫn 11

3.3 Điện tử 11

3.3.1 Quy tình đóng gói 11

3.3.2 Nhãn dán 12

3.3.3 Yêu cầu với tem nhãn cho thiết bị điện tử 12

3.3.4 Ngành công nghiệp điện tử cung cấp cho các ngành công nghiệp 12

Chương 4: Các dẫn chứng về doanh nghiệp, sản phẩm trong ngành trong và ngoài nước 14

4.1 Quốc tế 14

4.1.1 Samsung – Nhà máy sản xuất chip bán dẫn lớn nhất Việt Nam 14

4.1.2 Foxcom – Nhà cung cấp dịch vụ sản xuất điện tử lớn nhất thế giới và là công ty công nghệ lớn thứ ba tính theo doanh thu 14

4.1.3 TSMC – Công ty sản xuất bán dẫn theo hợp đồng lớn nhất thế giới, có trụ sở chính tại Đài Loan 15

4.1.4 Intel Corporation – Công ty công nghệ đa quốc gia của Mỹ có trụ sở tại Santa Clara, California 16

4.2 Tại Việt Nam 17

Danh mục hình ảnh

Hình 1: Lịch sử bao bì 2

Hình 2: Dự báo về doanh thu ngành đóng gói 2019 - 2026 4

Hình 3: Chip Apple A14 6

Hình 4: Sơ đồ cấu tạo của Wire Bond và Flip-chip 6

Hình 5: Chip Apple S6 là một Sip với tất cả thành phần cần thiết để vận hành Apple Watch 7

Hình 6: Túi Electrostatic discharge (ESD) 7

Hình 7: Xốp bảo vệ sản phẩm điện tử và vi mạch 7

Hình 8: Lớp bao bì carton ngoài cùng sản phẩm vi mạch 8

Hình 9: Chip bán dẫn FPT, Intel được in rõ thông số để dễ dàng truy xuất dữ liệu 11

Hình 10: Cách thức đóng gói tối ưu nhất cho đồ điện tử 11

Hình 11: Nhãn dán đặc thù trong ngành điện tử, vi mạch, bán dẫn 12

Hình 12: Logo tập đoàn Samsung 14

Hình 13: Chip xử lý CMOS và chip nhớ DRAM của Samsung 14

Hình 14: Logo công ty Foxconn 14

Hình 15: Mainboard và Máy chơi game Nintendo Switch 15

Hình 16: Logo công ty TSMC 15

Hình 17: Chip Apple A16 Binonic và Qualcomm Snapdragon 8 Gen 2 16

Hình 18: Card đồ họa AMD Radeon RX 7900 XT và NVIDIA GeForce RTX 4090 16

Hình 19: Logo công ty Intel 16

Hình 20: CPU Intel và Mainbỏad Intel 17

Hình 21: Logo công ty Samsung electronics 17

Hình 22: Công nghệ Foundry 18

Hình 23: TV QLED Samsung sau khi được mở hộp vẫn bao gồm bao bì đóng gói từ nhà máy 19

Hình 24: V-NAND Flash Memory là linh kiện cấu thành nên thẻ nhớ tốc độ cao SSD 20

Chương 1: TỔNG QUAN

1.1 Bán dẫn

Bán dẫn là một loại vật liệu có độ dẫn điện ở mức trung gian giữa chấtdẫn điện và chất cách điện Nói cách khác, bán dẫn có thể dẫn điện ở một sốđiều kiện nhất định, nhưng không dẫn điện tốt như chất dẫn điện và khônghoàn toàn cách điện như chất cách điện

1.2 Điện tử

Điện tử là một lĩnh vực khoa học và kỹ thuật liên quan đến việc nghiêncứu, thiết kế, sản xuất và ứng dụng các thiết bị, mạch điện tử và hệ thống sửdụng dòng điện điều hướng (điện tử) để thực hiện các chức năng và quá trình,

từ việc chuyển đổi tín hiệu đến xử lý thông tin và điều khiển các thiết bị

1.3 Vi mạch

Vi mạch hay vi mạch tích hợp (integrated circuit, gọi tắt IC, còn gọi làchip theo thuật ngữ tiếng Anh) là tập các mạch điện chứa các linh kiện bándẫn (như transistor) và linh kiện điện tử thụ động (như điện trở) được kết nốivới nhau, để thực hiện được một chức năng xác định Tức là mạch tích hợpđược thiết kế để đảm nhiệm một chức năng như một linh kiện phức hợp

1.4 Lịch sử hình thành và phát triển

Bao bì là khái niệm được hình thành từ lịch sử cổ đại, khi đó con người

đã biết sử dụng lá chuối, vỏ cây hoặc da thú…để chứa đựng thực phẩm để đisăn bắn, hái lượm

Sau đó khoảng 8000 năm trước ở Trung Quốc, gốm sứ xuất hiện và đượccon người dùng để chứa các sản phẩm lỏng và rắn Đến thời Trung cổ, các loạithùng gỗ được chế tạo và được sử dụng để lưu trữ, bảo quản hàng hóa khỏiánh sáng, nhiệt độ và độ ẩm

Lịch sử phát triển ngành bao bì bắt đầu có những bước tiến vượt bật khichất liệu thủy tinh xuất hiện Chúng có thể khắc phục những khuyết điểm củachất liệu gốm và gỗ Bao bì thủy tinh đã xuất hiện ở Ai Cập từ 4000 – 6000năm trước với chức năng bảo quản hàng hóa một cách an toàn

Sau đó từ khoảng 2000 năm trước, chất liệu giấy đã được ra đời tạiTrung Quốc Đây được xem là một bước tiến mới khi sản phẩm này sở hữunhiều ưu điểm: dễ thu hồi, tái chế và thuận tiện trong vận chuyển, đóng gói.Năm 1920, bao bì giấy bóng kính ra đời và sau đó không lâu, các túinhựa đầu tiên được sử dụng vào năm 1933

Sự phát triển của ngành bao bì là không ngừng nghỉ Từ những năm 1940, cácdòng bao bì dành cho sản phẩm động lạnh ra đời Tiếp đó, năm 1952 aerosolxuất hiện trên thị trường Đến năm 1960, loại bao bì lon, hộp ra đời làm chocác mặt hàng như nước giải khát, sữa,… gần như bùng nổ trên toàn thế giới.Các chất liệu hay được sử dụng cho đóng gói

Vd: giấy, gốm, nhựa,…

1.5.1.Ảnh hưởng đến nền kinh tế

Tạo ra giá trị xuất khẩu: Nhiều quốc gia có ngành công nghiệp sản

xuất vật liệu cho bán dẫn và vi điện tử phát triển mạnh mẽ, điều này tạo ra cơhội để xuất khẩu các sản phẩm này sang các thị trường khác, tăng cườngdoanh thu và tạo ra nguồn thu nhập cho quốc gia

Khẳng định vị thế sản xuất: Vì vật liệu đóng gói chiếm một phần đáng

kể trong tổng chi phí của các thiết bị bán dẫn, vi dẫn và điện tử nên việc sảnxuất ra chúng là yếu tố chủ chốt giúp các công ty sản xuất thiết bị điện tử pháttriển và duy trì sự cạnh tranh trên thị trường toàn cầu

Tạo ra cơ hội việc làm: nó cung cấp 1 số lượng công việc mới cho các kĩ sư,công nhân, chuyên viên sản xuất…điều này giúp giảm tỷ lệ thất nghiệp vàthúc đẩy tăng trưởng kinh tế

1.5.2.Ảnh hưởng đến môi trường

Quá trình sản xuất này thường đòi hỏi sử dụng một lượng lớn nguồn tàinguyên tự nhiên như nước, năng lượng, và nguyên liệu thô như kim loại vàcác hợp chất hóa học và nó cũng tạo ra các loại phát thải khí nhà kính nhưCO2, CH4 và N2O từ các hoạt động như sản xuất, vận chuyển và xử lý chấtthải Sự tiêu tốn lớn này có thể gây ra sự cạn kiệt tài nguyên, hiệu ứng nhàkính và biến đổi khí hậu

Việc sản xuất vật liệu đóng gói tạo ra một lượng lớn chất thải nguy hạinhư dung dịch hóa học và chất phụ gia vô cùng độc hại nếu không được xử lítốt sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của con người và sinh vật làm thayđổi môi trường sống của nhiều loài sinh vật gây giảm đa dạng sinh học nghiêmtrọng

Chương 2: Thực trạng ngành công nghiệp đóng gói

trên thế giới

2.1 Nhu cầu về giải pháp đóng gói tiên tiến tăng cao

Việc thu nhỏ kích thước và tăng hiệu suất của vi mạch bán dẫn đòi hỏicác giải pháp đóng gói tiên tiến hơn để đảm bảo khả năng tản nhiệt, bảo vệ vàkết nối tốt hơn

Nhu cầu về các vi mạch bán dẫn 2D, 3D, 2.1D, 2.5D và mô đun tích hợpngày tăng cao cũng thúc đầy các giải pháp dóng gói mới

2.2 Những dự báo về tăng trưởng

Yole Development công bố thị trường trị giá 47,5 tỷ USD vào năm 2026,với Tốc độ tăng trưởng gộp hàng năm giai đoạn 2014-2026 là 7,4% Thị phầncủa bao bì tiên tiến trong tổng thị trường bán dẫn không ngừng tăng lên: gần50% thị trường vào năm 2026

Nền tảng đóng gói nâng cao (CAGR) doanh thu cao nhất được mong đợi

từ xếp chồng 3D, Embedded Die và Fan-Out, ở mức lần lượt là 22%, 25% và15% trong khoảng thời gian từ năm 2020 đến năm 2026

Trong số các nền tảng đóng gói tiên tiến khác nhau, 3D/2.5D stackingand fanout sẽ tăng trưởng lần lượt khoảng 22% và 16% Việc áp dụng sẽ tiếptục tăng trên nhiều ứng dụng khác nhau Được dẫn dắt chủ yếu bởi thiết bị diđộng, Fan-In WLP (Gói quy mô chip cấp độ wafer) sẽ tăng trưởng với tốc độtăng trưởng kép hằng năm là 5% trong khoảng thời gian từ năm 2020 đến năm

2026 Mặc dù nhỏ (gần 51 triệu USD vào năm 2020), thị trường khuôn nhúng

dự kiến sẽ tăng trưởng với tốc độ trung bình CAGR 22% trong 5 năm tới, vớinhu cầu được thúc đẩy bởi thị trường viễn thông và cơ sở hạ tầng, ô tô và diđộng

 Xu hướng công nghệ

Sự tích hợp không đồng nhất là chìa khóa cho sự đổi mới chất bán dẫn.Bao bì tiên tiến được coi là làm tăng giá trị của sản phẩm bán dẫn, bổsung thêm chức năng, duy trì/tăng hiệu suất trong khi giảm giá thành

Nhiều loại bao bì nhiều khuôn (System-in-Packages) đang được phát triển ở cảcấp cao và cấp thấp, dành cho người tiêu dùng, hiệu suất và các ứng dụngchuyên dụng

 Chuỗi cung ứng

Chuỗi cung ứng sản xuất chất bán dẫn đang trải qua sự thay đổi ở nhiềucấp độ khác nhau

Các nhà sản xuất chất nền mạch tích hợp và bảng mạch in, chẳng hạnnhư SEMCO, Unimicron, AT&S và Shinko, đang bước vào lĩnh vực đóng góitiên tiến

Hình 2: Dự báo về doanh thu ngành đóng gói 2019 - 2026

2.3 Tỷ lệ chi phí bao bì trên sản phẩm điện tử

Đa số chip xuất khẩu hiện nay tại Việt Nam là của các doanh nghiệp FDInhư Samsung, Intel, Foxconn chi phối Doanh nghiệp Việt rất khó tham giahoặc mức độ tham gia rất thấp và chủ yếu chỉ tham gia lắp ráp Để làm ra mộtcon chip, có ba khâu cơ bản gồm: thiết kế, sản xuất và đóng gói Việt Namhiện mới chỉ tham gia ở khâu đóng gói cuối cùng trước khi chip được đưa rathị trường Đây cũng là khâu chiếm tỷ lệ giá trị thấp nhất trong chuỗi cungứng Theo Hiệp hội Công nghiệp Bán dẫn Hoa Kỳ SIA, đóng gói chiếmkhoảng 6% giá trị trong chip, trong khi hơn 53% nằm ở khâu thiết kế, 24% ởkhâu sản xuất Việt Nam hiện đóng vai trò quan trọng trong ngành bán dẫntoàn cầu, nhưng chủ yếu tập trung vào lắp ráp, thử nghiệm và đóng gói

Vì sự phức tạp, phải qua nhiều bước nên không quốc gia nào có thể sởhữu toàn bộ chuỗi cung ứng Trong 3 công đoạn, thiết kế chiếm khoảng 50-60% giá thành sản phẩm, chế tạo chiếm khoảng 25-30%, còn lại là công đoạnkiểm tra, đóng gói chiếm khoảng 15-20%

2.4 Dự báo tương lai về tổng giá trị ngành

Theo số liệu của Hiệp hội Công nghiệp bán dẫn SIA doanh số toàn cầucủa lĩnh vực bán dẫn vi mạch năm 2023 là trên 520 tỷ USD, với đà tăngtrưởng hiện nay, dự kiến năm 2024, doanh thu toàn cầu sẽ đạt 588,4 tỷ USD

và dự báo đạt trên 1000 tỷ USD vào năm 2030 Với Việt Nam, trong giaiđoạn từ 2011 đến 2022, nhóm hàng điện tử, máy tính và linh kiện liên tục đạttốc độ tăng trưởng cao

Tại buổi họp báo thường kỳ quý 3/2023 của Bộ Khoa học và Công nghệ,nhận định về cơ hội phát triển ngành công nghiệp chip bán dẫn tại Việt Namtrong thời gian tới, ông Nguyễn Phú Hùng, Vụ trưởng Vụ Khoa học và côngnghệ các ngành kinh tế- kỹ thuật, Bộ Khoa học và Công nghệ cho rằng, quy

mô của thị trường chip toàn cầu năm 2022 khoảng hơn 600 tỉ USD, dự báo

đến năm 2029 sẽ lên 1.400 tỉ USD Cơ hội dành cho Việt Nam trong chiếcbánh khổng lồ này rất lớn không chỉ riêng cho ngành sản xuất bao bì côngnghiệp nói chung và bao bì chuyên dùng cho thiết bị vi mạch, điện tử, bán dẫnnói riêng.

được đóng gói trong hộp nhựa

cứng giúp bảo vệ sản phẩm và

đóng vai trò là cách thức sử

dụng

3.1.2 Quy trình đóng gói

3.1.1.1 Đóng gói 2D (wire bond & Flip chip)

Đóng gói chip không phải chỉ cần bỏ chip vào một cái hộp mà lớp đónggói còn phải đảm bảo bảo vệ chip khỏ các tác nhân như độ ẩm, bụi bẩn, chốngsốc – những kẻ thù hàng đầu của vi mạch, đồng thời kết nối chip với bo mạch,giúp chip giao tiếp được với các chip khác Có 2 cách đóng gói phổ biến là

Wire bond và Flip-chip.

Hình 4: Sơ đồ cấu tạo của Wire Bond và Flip-chip

2D tức là hai chiều Đơn giản hơn, các kĩ sư dùng kĩ thuật Wire bondhay Flip-chip để đóng gói từng đế chip lên một tấm nền Wire bond là dùngnhững sợi kim loại mãnh (nhôm, đồng hoặc vàng) để truyền thông tin giữachip và thế giới bên ngoài Bên cạnh đó, đôi với flip-chip các mối nối sẽ đượchàn trực tiếp trên bề mặt chip trước sau đó lật ngược lại để nối trực tiếp vớitấm nền phía dưới

Giữa 2 phương pháp này thì Flip-chip chiếm ưu thế hơn vì cái việc cácmối nối được hàn trực tiếp giúp cho mật độ thông tin Input/Output được dànđều hơn so với Wire bond thì chỉ dừng lại ở chu vi đế chip

3.1.1.2 Đóng gói 2.1D (Systyem in Package – SiP)

SiP là giải pháp giúp đóng gói tất cả thành phần từ vi xử lí, chip quản línăng lượng, chip xử lí sóng, vào một “hộp” duy nhất Sử dụng phương phápsắp xếp các các chip thành phần bên cạnh nhau (Side by side) giúp giảm diệntích cũng như khối lượng đóng gói và tăng mật độ linh kiện Apple cũng sử

Hình 3: Chip Apple A14

dụng giải pháp này để có thể nhét tất cả mọi linh kiện điện tử vào chiếc AppleWatch có kích thước nhỏ chri bằng cổ tay.

Hình 5: Chip Apple S6 là một Sip với tất cả thành phần cần thiết để vận hành Apple Watch

3.1.3.Quy trình đóng gói Vi mạch cho vận chuyển

3.1.1.1 Chuẩn bị vật liệu đóng gói

- Lựa chọn vật liệu đóng gói phù hợp với kích thước, loại chip và điềukiện vận chuyển

- Một số vật liệu đóng gói thông dụng bao gồm:

- Túi chống tĩnh điện (ESD): Bảo vệ chip khỏi nhiễu tĩnh điện có thể làmhỏng các linh kiện điện tử nhạy cảm

Hình 6: Túi Electrostatic discharge (ESD)

- Màng xốp bong bóng: Cung cấp lớp đệm để bảo vệ chip khỏi va đậm vàrung động

- Xốp: Tương tự như màng xốp bong bóng, xốp cũng cung cấp lớp đệm đểbảo vệ chip khỏi va đập

Hình 7: Xốp bảo vệ sản phẩm điện tử và vi mạch

- Thùng carton: Là lớp bảo vệ bên ngoài cho chip Nên chọn thùng carton

có kích thước phù hợp với chip và các vật liệu đóng gói khác

Hình 8: Lớp bao bì carton ngoài cùng sản phẩm vi mạch

- Vật liệu bổ sung: Giấy bạc, túi hút ẩm, gói chống sốc,… giúp bảo vệchip khỏi độ ẩm, hơi ẩm và va đập mạnh

3.1.1.2 Đóng gói Vi mạch

Bước 1: Đặt chip vào túi ESD

Bước 2: Bao bọc chip bằng màng xốp bong bóng hoặc xốp

Bước 3: Đặt chip vào thùng carton có kích thước phù hợp

Bước 4: Lắp đầy khoảng trống trong thùng carton bằng xốp hoặc vật liệu đónggói khác Đảm bảo rằng chip được cố định chắc chắn và không thể si chuyểntrong thùng carton

3.1.1.3 Đóng gói thùng carton

- Dán kín thùng carton bằng băng keo chắc chắn

- Có thể sử dụng thêm dây đai hoặc niêm phong để đảm bảo an toàn

3.1.4 Quy định về nhãn dán của Vi mạch

3.1.1.1 Quy định về dãn dán

đối với hàng Chip có thể thay đổi tùy thuộc vào quốc gia hoặc khu vựcxuất/nhập khẩu Tuy nhiên, nhìn chung các quy định sẽ bao gồm những yêucầu sau:

3.1.1.2 Thông tin cơ bản

- Tên sản phẩm: “Chip” hoặc tên cụ thể loại Chip

- Tên và địa chỉ của nhà sản xuất

- Cảnh báo về tĩnh điện (ESD) NẾU Chip nhạy cảm với tĩnh điện

- Cảnh báo về các nguy cơ tiềm ẩn khác, chẳng hạn như vật liệu nguyhiểm hoặc hàng hóa dễ vỡ

- Hướng dẫn về cách xử lý và lưu trữ Chip một cách an toàn

3.1.1.4 Ngôn ngữ

- Nhãn dán phải được ghi bằng ngôn ngữ dễ hiểu cho người nhận hoặcnahf nhập khẩu

- Tiếng Việt là ngôn ngữ bắt buộc cho hàng hóa lưu thông tại Việt Nam

- Có thể sử dụng thêm ngôn ngữ nước ngoài nếu cần thiết

3.1.1.5 Kích thước và vị trí

- Nhãn dán phải có kích thước đủ lớn để dễ đọc và không bị che khuất

- Nhãn dán phải được dán ở vị trí dễ nhìn thất trên thùng carton

3.1.5 Vi mạch cung cấp cho các ngành công nghiệp

• Ngành công nghiệp điện tử: Vi mạch được sử dụng trong nhiều loại

thiết bị điện tử, bao gồm máy tính, điện thoại thông minh, máy tính bảng,

TV, thiết bị gia dụng và ô tô

• Ngành công nghiệp viễn thông: Vi mạch được sử dụng trong thiết bị

viễn thông, chẳng hạn như tháp di động, bộ định tuyết và modem

• Ngành công nghiệp công nghiệp: Vi mạch được sử dụng trong các thiết

bị công nghiệp, chẳng hạn như bộ điều khiển tự động, robot, và thiết bị y tế