La industria mundial de semiconductores está experimentando un rápido crecimiento, impulsado por la transformación digital, la Inteligencia Artificial (AI), el 5G, los Vehículos Eléctricos (EV) y la Computación de Alto Rendimiento (HPC). Entre las principales tendencias del sector se incluyen:
Se espera que el mercado mundial de semiconductores mantenga un crecimiento estable. Los centros de datos y la computación de alto rendimiento (HPC) dominarán la demanda, mientras que los vehículos eléctricos (EV) y la fabricación inteligente experimentarán una rápida expansión. Asimismo, la demanda de automatización industrial y tecnologías de sensores inteligentes continuará en aumento.
Las tecnologías de semiconductores son fundamentales en múltiples sectores, entre ellos la electrónica de consumo, la automatización industrial, la electrónica automotriz, las telecomunicaciones, la IA/HPC, la tecnología médica y el sector aeroespacial y de defensa. Productos como smartphones, vehículos eléctricos, sistemas de conducción autónoma, estaciones base 5G, plataformas de computación con IA, equipos de imagen médica y radares militares dependen en gran medida de la innovación en semiconductores, impulsando el progreso industrial global y la modernización tecnológica.
El die probing y la clasificación de dies son etapas críticas para garantizar la calidad del producto y la eficiencia de fabricación. Mediante la identificación de chips defectuosos, la clasificación por calidad y la habilitación de reparaciones de defectos, los fabricantes pueden reducir los costes de producción, mejorar las tasas de rendimiento y atender a diversas demandas del mercado, fortaleciendo en última instancia los resultados del negocio y la competitividad.
Al integrar tecnologías de vanguardia como la visión artificial, la inteligencia artificial (IA) y la computación en el borde, junto con control sincronizado multieje y hardware de alto rendimiento, el proceso de clasificación puede distinguir de forma eficiente entre dies buenos y defectuosos. Los fabricantes optimizan continuamente sus flujos de clasificación adoptando analítica de datos en tiempo real, diseños modulares y automatización para acelerar la velocidad de inspección y mejorar la precisión. Los dies se clasifican por especificación, filtrando en etapas tempranas las unidades fuera de tolerancia, mientras que los pasos posteriores se centran en una categorización de calidad más precisa, mejorando de manera significativa el rendimiento y la eficacia productiva.
La razón por la que los clasificadores de dies necesitan integrar sistemas de visión artificial y control de movimiento es que esta combinación permite una alineación precisa y una retroalimentación rápida, esenciales para una clasificación de alta velocidad y alta precisión. El sistema de visión detecta en tiempo real la calidad superficial, la posición y las dimensiones del die, y envía los datos al sistema de movimiento, que ejecuta acciones multieje precisas como recogida, rotación, clasificación y colocación. El sistema de movimiento garantiza la estabilidad del die durante operaciones de alta velocidad, minimizando errores por vibración o desalineación. Esto reduce el ciclo de clasificación, limita la intervención manual y aumenta tanto la productividad como la fiabilidad, satisfaciendo así las necesidades cambiantes del mercado.
El PSYS-508-Q670 es compatible con ranuras de expansión PCIe Gen5 x16, lo que permite una integración fluida con tarjetas de control de movimiento y tarjetas de captura de imágenes de alto rendimiento. Esta configuración posibilita una alineación precisa de los dies mediante procesamiento de visión, mientras que las pinzas de vacío y los brazos robóticos multieje pueden transferir los dies de forma rápida y precisa a las bandejas de clasificación, mejorando tanto la velocidad como la precisión de las operaciones de die sorting.
Equipado con interfaces RJ45 de 2,5GbE y seis puertos USB 3.2 Gen 2, el sistema admite la integración de visión artificial, brazos de clasificación, sensores de temperatura, sensores de presión y otros subsistemas, permitiendo una comunicación en tiempo real y sin interrupciones entre la detección por visión y la retroalimentación robótica, cumpliendo los requisitos de flujos de clasificación de alta velocidad y alta precisión.
El sistema ofrece salidas HDMI®, DisplayPort y VGA, lo que permite la conexión a múltiples monitores para la visualización y supervisión en tiempo real de todo el proceso de clasificación, mejorando aún más la precisión operativa y la eficiencia.
Con hasta 128 GB de memoria DDR5, el sistema admite procesamiento de datos de alto ancho de banda, siendo capaz de manejar simultáneamente múltiples flujos de vídeo de alta resolución y cumplir con los requisitos de inferencia en tiempo real. Además, incluye siete puertos SATA integrados y compatibilidad con RAID, lo que lo hace ideal para el almacenamiento y acceso a grandes volúmenes de datos de imagen en sistemas de visión que requieren un funcionamiento estable y de alto rendimiento a largo plazo.
El sistema cuenta con un chasis industrial 4U de alta durabilidad y una fuente de alimentación de 600 W con certificación 80 Plus Gold, lo que lo hace idóneo para entornos operativos de alta carga las 24 horas del día, los 7 días de la semana.
Los sistemas de Edge AI ofrecen soluciones inteligentes de inspección para el dicing de obleas al abordar las limitaciones de la alineación manual y mejorar la precisión de posicionamiento mediante automatización basada en IA. Esta tecnología logra un equilibrio entre la eficiencia operativa y la reducción de la dependencia de la mano de obra.
En un caso de uso típico, una cámara industrial captura imágenes de la posición de corte bajo condiciones de iluminación controladas. Estas imágenes se transmiten desde la máquina wafer saw al sistema de Edge AI a través de un conmutador de red. El sistema de IA analiza y compara los datos de imagen para verificar si la posición de corte está correctamente alineada. Si se detecta una desalineación, el sistema de IA inicia automáticamente un procedimiento de calibración, instruyendo a la máquina de corte para realizar correcciones precisas.
El sistema Edge AI compacto y sin ventilador PJAI-100-ON es ideal para la inspección del dicing de obleas semiconductoras y la calibración automatizada. Está impulsado por el módulo NVIDIA® Jetson Orin Nano™ SOM, que permite una detección rápida y precisa de desalineaciones durante el corte.
Equipado con 4GB/8GB de memoria LPDDR5, el sistema garantiza un procesamiento rápido de imágenes y un excelente rendimiento multitarea, incluyendo la inspección en tiempo real y el control de calibración.
Incorpora una ranura M.2 para almacenamiento NVMe, lo que mejora significativamente el rendimiento de transferencia de datos. Además, cuenta con puertos RJ45 GbE duales para facilitar conexiones de alta velocidad entre conmutadores de red y servidores, admitiendo simultáneamente la transmisión de imágenes, el control de corrección del dicing y la copia de seguridad de datos.
Ofrece puertos USB y COM para la integración con otros dispositivos periféricos y componentes de maquinaria.
En esta arquitectura de aplicación se despliegan tres sistemas Edge AI PJAI-100-ON. Cada unidad se conecta a múltiples máquinas de corte de obleas a través de un conmutador de red, lo que permite una inspección centralizada basada en IA y una calibración automatizada, logrando un proceso de dicing más preciso y eficiente.
A medida que los procesos de semiconductores continúan avanzando, el die bonding de circuitos integrados se ha convertido en una etapa cada vez más crítica dentro del proceso de encapsulado back-end. Este paso exige una precisión extremadamente alta para fijar el die sobre el sustrato del encapsulado, influyendo directamente en el rendimiento y la fiabilidad de los dispositivos semiconductores. Por ello, el die bonder se considera uno de los equipos más importantes en el segmento de encapsulado y pruebas.
El die bonder recoge chips individuales de las obleas ya cortadas y los coloca con gran precisión sobre los sustratos. La fijación suele realizarse mediante epoxi de plata, garantizando una adhesión firme entre el chip y el sustrato. Para satisfacer las exigencias del encapsulado moderno de semiconductores, los die bonders deben admitir operaciones de alta velocidad y alta precisión, que incluyen alineación, volteo y colocación continua. A medida que los estándares de precisión de unión se vuelven cada vez más estrictos, los métodos tradicionales de inspección óptica ya no pueden cumplir con los requisitos de precisión y estabilidad a nivel micrométrico. Por ello, la adopción de die bonders automáticos de alta precisión se ha vuelto esencial, no solo para mejorar el rendimiento y la eficiencia, sino también para minimizar errores humanos y aumentar la estabilidad del proceso.
Durante el proceso de die bonding de circuitos integrados, el sistema de movimiento y el sistema de inspección por visión dentro del equipo trabajan de forma coordinada para realizar una alineación del die ultrarrápida y de altísima precisión. El sistema de visión se encarga de detectar en tiempo real la posición y el ángulo del die, utilizando algoritmos de procesamiento de imágenes para calcular la posición relativa entre el die y el sustrato, y proporcionando los datos de compensación necesarios. A partir de esta información, el sistema de movimiento ajusta dinámicamente sus acciones para garantizar una recogida y colocación precisas. Esta sincronización evita la acumulación de errores y mantiene las desviaciones de unión dentro del rango micrométrico (μm).
Una precisión de unión insuficiente puede provocar desalineaciones eléctricas o una degradación de la conductividad térmica, afectando directamente al rendimiento del producto e incluso al éxito de toda la línea de producción de encapsulado. Por ello, la operación coordinada entre el sistema de visión (que proporciona datos de calibración en tiempo real) y el sistema de movimiento (que ejecuta ajustes rápidos y precisos) es fundamental para construir equipos de die bonding de alta precisión.
La solución personalizada de Portwell, basada en la placa base WADE-8017 en formato Mini-ITX, es compatible con procesadores Intel® Core™ i3/i5/i7 de 6.ª y 7.ª generación, proporcionando la capacidad de cómputo necesaria para la captura de imágenes de alta resolución y la detección precisa de la posición del die.
La memoria DDR4 del sistema permite un análisis rápido de las marcas de alineación en los sustratos y la ejecución ágil de los cálculos de compensación. Esto garantiza que el sistema de movimiento pueda guiar con precisión la colocación del die, mejorando la exactitud del bonding y el rendimiento productivo.
Los puertos LAN GbE duales aseguran una transmisión estable de datos e imágenes, mientras que la compatibilidad con PCIe x16 Gen3 y SATA III con RAID 0/1/5/10 proporciona capacidades de acceso y almacenamiento de imágenes de alto rendimiento requeridas por los sistemas de inspección por visión.
Para satisfacer los requisitos específicos de los clientes, Portwell ofrece tarjetas riser personalizadas que permiten la conexión de tarjetas de captura y tarjetas de visión de alto rendimiento. Estas tarjetas se conectan a cámaras industriales para transmitir en tiempo real datos de alineación y corrección de rotación al sistema de control de movimiento, posibilitando operaciones de bonding altamente coordinadas y cumpliendo las exigencias de líneas de producción de alta velocidad y alta precisión.
El sistema incluye una amplia gama de interfaces de E/S (como puertos COM, USB 3.0 y USB 2.0), ofreciendo una conectividad flexible con dispositivos periféricos. Portwell también proporciona servicios de BIOS personalizados para mejorar la integración del sistema y su fiabilidad.
El sistema admite un disco duro de 2,5″ de 500 GB para funcionamiento continuo 24/7. Gracias a su diseño térmico optimizado y a una arquitectura robusta y fiable, Portwell garantiza sistemas de die bonding de alto rendimiento capaces de soportar cargas de trabajo en tiempo real a largo plazo.
Portwell es reconocida por su innovación tecnológica y por la alta calidad de sus productos, ofreciendo soluciones que garantizan fiabilidad, durabilidad y un rendimiento sobresaliente para satisfacer las exigentes necesidades de las tecnologías avanzadas y los entornos adversos de la industria de semiconductores.
Los servicios de Diseño y Fabricación (DMS) de Portwell proporcionan un soporte integral y totalmente personalizado para aplicaciones de semiconductores, abarcando desde el diseño del producto hasta la producción y la logística global. Estos servicios permiten a los clientes transformar rápidamente conceptos innovadores en soluciones reales, al tiempo que aseguran una disponibilidad de producto estable y a largo plazo, un requisito clave en el mercado de semiconductores en constante evolución.
Los productos de Portwell se implementan ampliamente en entornos industriales de misión crítica, incluyendo la automatización, los equipos médicos y los sistemas ferroviarios. Las soluciones de la compañía demuestran una estabilidad, precisión y fiabilidad excepcionales, lo que las hace especialmente adecuadas para aplicaciones de semiconductores que exigen un rendimiento y una confiabilidad sin concesiones.
La presencia global de Portwell refuerza aún más su capacidad para ofrecer a los clientes soporte técnico localizado y una respuesta rápida en regiones clave como Taiwán, Estados Unidos, Japón, China, Reino Unido, Alemania e India. Esta red de soporte mundial garantiza que Portwell pueda atender de manera eficiente los diversos requisitos de los clientes del sector de semiconductores en distintas regiones, generando valor de forma constante para sus socios.
Como proveedor líder de soluciones de computación en el borde y ordenadores industriales, Portwell no solo se mantiene a la vanguardia de las tendencias tecnológicas, sino que también aprovecha su amplia experiencia en DMS para consolidarse como un socio de confianza en el ámbito de los semiconductores. De cara al futuro, Portwell seguirá situando la innovación en el centro de su estrategia, ofreciendo soluciones avanzadas y de alto rendimiento que permitan a los clientes superar desafíos técnicos y promover un crecimiento sostenible.
