L’azienda di Singapore porterà in Italia e in Europa la tecnologia chiplet, una delle più promettenti per la costruzione di semiconduttori di prossima generazione.
Prosegue, apparentemente senza intoppi, il progetto di Silicon Box di portare in Italia la tecnologia di packaging avanzato basata su chiplet, fondamentale per scalare le applicazioni di prossima generazione con costi inferiori, prestazioni migliorate e maggiore flessibilità. L’elevata efficienza di questa tecnologia, la grande capacità di integrazione e le prestazioni la rendono applicabile in settori all’avanguardia come 5G, AI, automotive e Internet of Things (IoT).
Silicon Box intende investire nel nostro paese fino a 3,2 miliardi di euro in conto capitale (CapEx) più 4 miliardi di euro in spese operative (OpEx) nel corso di 15 anni. Il progetto potrà portare a un incremento dell’occupazione diretta, mediante la creazione di 1.600 posti di lavoro, e indiretta, mediante la creazione di 1.000 posti di lavoro durante la fase di costruzione dello stabilimento.
La nuova struttura emulerà quella automatizzata all’avanguardia di Singapore, che offre le soluzioni di packaging per semiconduttori a livello di pannello di grande formato tra le più avanzate al mondo.
L’impianto potrà raggiungere una quota del 5% del mercato globale e fornirà, tra l’altro, un importante contributo alla promozione della sicurezza dell’approvvigionamento di semiconduttori nell’Unione europea e al raggiungimento dell’obiettivo di autonomia strategica promosso dal “Chips Act” per rafforzare l’ecosistema europeo dei semiconduttori.
L’investimento di Silicon Box si inserisce a pieno titolo nella strategia europea guidata dal Chips Act e nella strategia italiana per la microelettronica.
Dopo l’annuncio del governo italiano del marzo del 2024 dell’accordo con Silicon Box con la concessione di un contributo pubblico fino a 1,3 miliardi di euro, nel giugno 2024 è arrivato l’annuncio della scelta della località dove sorgerà la nuova fabbrica: Agognate, in provincia di Novara.
L’area è stata selezionata tra una rosa di siti e regioni del Nord Italia attraverso un approfondito processo di valutazione. Lo sforzo mirava a garantire che la selezione fosse in linea con i requisiti e le condizioni necessarie per la struttura pianificata e con gli impegni precedenti concordati tra Silicon Box e il governo italiano.
Nel settembre 2024 il governo ha deliberato la dichiarazione di “preminente interesse strategico”, ai sensi del decreto-legge 10 agosto 2023, n. 104, del programma d’investimento di Silicon Box sul territorio italiano.
La delibera è propedeutica alla nomina di un Commissario straordinario di governo, dotato di poteri di ordinanza anche in deroga alla normativa vigente, con il compito di rilasciare una “autorizzazione unica”. L’autorizzazione accorpa tutti gli atti necessari previsti dalla legislazione corrente, indispensabili per l’esecuzione delle opere legate alla realizzazione del programma, accelerandone così i tempi.
Una decisione indispensabile per risolvere rapidamente eventuali intoppi di natura burocratica e dirimere conflitti di attribuzione di competenze tra enti diversi.
Nel dicembre dell’anno scorso è arrivata la decisione più attesa: il via libera da parte della Commissione Europea al finanziamento pubblico di 1,3 miliardi di euro che lo Stato italiano erogherà a sostegno dell’investimento di Silicon Box.
La Commissione Europea ha valutato la misura italiana alla luce delle norme dell’UE in materia di aiuti di Stato, dando parere favorevole in quanto il progetto di Silicon Box è chiaramente il “primo del suo genere” in Europa.
Dopo questi passaggi di natura più contrattuale e burocratica che operativa, il progetto è entrato nel vivo con la scelta da parte di Silicon Box di Stantec e del suo partner Drees & Sommer per la progettazione del nuovo sito produttivo.
Stantec sarà responsabile del coordinamento generale, della progettazione architettonica e paesaggistica delle aree uffici e delle aree esterne, delle infrastrutture oltre che di tutti i servizi di permitting e autorizzazioni. Il progetto di Stantec rispetterà i più elevati standard ambientali, concentrandosi sulla sostenibilità e riducendo al minimo l’impatto ambientale, in conformità con i requisiti attuali e futuri della Commissione Europea.
Drees & Sommer, player globale nei servizi di consulenza e implementazione per i mercati immobiliare, infrastrutturale e industriale, fornisce servizi di ingegneria industriale, architettura, ingegneria strutturale e meccanica/elettrica, nonché servizi di progettazione di camere bianche/dry room per gli edifici di produzione e le centrali tecniche.
“Silicon Box ha scelto Stantec per la sua esperienza globale nella realizzazione di strutture produttive all’avanguardia e la partnership con Drees & Sommer evidenzia la dedizione di queste aziende all’eccellenza: entrambe le società vantano una vasta esperienza di progetti realizzati in tutto il mondo, che ci fornisce la fiducia necessaria per raggiungere gli obiettivi e le aspettative dell’Unione Europea, del Governo Italiano e delle amministrazioni locali”, ha dichiarato Mike Han, Head of Business di Silicon Box. “Siamo rimasti impressionati dalla dedizione di Stantec allo sviluppo sostenibile, che consentirà al futuro impianto Silicon Box di Novara di soddisfare gli elevati standard ambientali e comunitari europei. Il nostro recente incontro ha gettato solide basi per la fase di progettazione, e non vediamo l’ora di procedere con l’esecuzione”.
La tecnologia di Silicon Box
L’azienda offrirà prestazioni a contratto comportandosi, in pratica, come una foundry. Il lavoro nello stabilimento includerà l’assemblaggio dei wafer, il packaging di semiconduttori completi e il collaudo del prodotto finale.
La produzione dovrebbe iniziare nel primo trimestre del 2028, con piena capacità prevista per il 2033, in grado di elaborare circa 10.000 pannelli a settimana.
La tecnologia dei chiplet svolge un ruolo cruciale nell’integrazione dei semiconduttori.
Un chiplet è un componente semiconduttore discreto e autonomo che esegue una funzione specifica o ospita una tecnologia specifica. I chiplet possono essere progettati, realizzati e testati indipendentemente l’uno dall’altro, e quindi combinati o interconnessi per formare un circuito integrato più grande e complesso.
Questa modularità facilita la flessibilità nella progettazione dei chip, poiché diversi chiplet possono essere mescolati e abbinati e adattati per applicazioni specifiche. Consente un uso efficiente delle risorse e cicli di sviluppo più rapidi riducendo il time-to-market.
L’integrazione di diversi tipi di chip, come quelli realizzati utilizzando diverse tecnologie di processo (ad esempio CMOS, MEMS, fotonica) o chip di diversi produttori, consente di combinare diverse funzionalità e tecnologie in un unico pacchetto, con conseguente miglioramento delle capacità e delle prestazioni a livello di sistema.
Se un chiplet si guasta durante la produzione o il collaudo, solo quel chiplet specifico deve essere scartato, anziché l’intero circuito integrato. Questo collaudo selettivo e il binning dei chiplet determinano rese complessive più elevate e costi inferiori.
Il metodo di fabbricazione proprietario di Silicon Box utilizza una tecnologia sub 5 micron che garantisce una delle interconnessioni più brevi del settore, risolvendo le sfide uniche dell’adozione dei chiplet:
- Densità di interconnessione: man mano che i chiplet diventano più piccoli e più densi, diventa necessario ospitare un numero maggiore di connessioni in uno spazio limitato.
- Efficienza energetica: grazie alla tecnologia sub 5 micron, è possibile ottimizzare l’utilizzo dell’energia riducendo le perdite resistive e minimizzando la capacità parassita tra i chiplet.
- Integrità del segnale: l’uso della tecnologia sub 5 micron aiuta ad attenuare i problemi di degrado del segnale riducendo al minimo la diafonia, diminuendo il rumore e migliorando la qualità complessiva del segnale, con conseguente miglioramento delle prestazioni dei dispositivi integrati nei chiplet.
- Gestione termica: la dissipazione del calore è una sfida significativa nei chiplet densamente integrati. La tecnologia sub 5 micron di Silicon Box consente la progettazione e la fabbricazione di strutture di gestione termica più efficienti, come microcanali e dissipatori di calore.
- Flessibilità di progettazione: la tecnologia sub 5 micron consente l’integrazione di diversi chiplet con dimensioni, funzionalità e interfacce variabili, consentendo soluzioni su misura per casi d’uso specifici.
Lo stabilimento Silicon Box utilizzerà la tecnologia PLP (Panel-Level Packaging), una delle più recenti innovazioni nel packaging dei semiconduttori.
Rispetto al tradizionale confezionamento a livello di wafer, il PLP offre numerosi vantaggi, tra cui una maggiore efficienza produttiva, una maggiore integrazione e funzionalità, una migliore gestione termica e prestazioni elettriche, nonché notevoli vantaggi in termini di costi.
Le tecnologie PLP soddisfano diverse esigenze e applicazioni di packaging, offrendo vantaggi unici in vari scenari.
I principali tipi di packaging a livello di pannello includono:
- Panel-Level Packaging (PLP): utilizza substrati di grandi dimensioni per migliorare l’efficienza produttiva, adatto per il confezionamento di circuiti integrati su larga scala.
- Panel-Level System-in-Package (PL-SiP): integra più chip e moduli funzionali su un singolo pannello, ideale per applicazioni altamente integrate come IoT e dispositivi intelligenti.
- Panel-Level Chip-Scale Packaging (PL-CSP): combina i vantaggi del PLP e del packaging su scala di chip, garantendo un’integrazione ad alta densità e risparmi di spazio per i chip di comunicazione AI e 5G.
- Panel-Level 3D Packaging (PL-3D): impila i chip con connessioni verticali, aumentando densità e prestazioni, principalmente per dispositivi di archiviazione e di elaborazione ad alte prestazioni.
- Panel-Level Flip-Chip Packaging (PL-FC): ottimizza le prestazioni elettriche e la dissipazione del calore tramite la tecnologia flip-chip, adatta per chip ad alta velocità e alta frequenza.
- Panel-Level Optoelectronic Packaging: supporta l’integrazione di componenti optoelettronici, gestendo efficacemente la trasmissione del segnale ottico, riducendo la perdita di segnale e migliorando le prestazioni per applicazioni quali comunicazioni ottiche, sensori e LiDAR.
Gli esperti del settore ritengono che, con la crescente domanda di semiconduttori guidata da AI, 5G ed automotive, i progressi nelle tecnologie di packaging e collaudo siano cruciali per migliorare efficienza e prestazioni. Il confezionamento a livello di pannello, con la sua capacità di gestire dimensioni di chip maggiori, è visto come una direzione chiave per il futuro delle tecnologie di confezionamento e collaudo dei semiconduttori.
Col nuovo impianto di Silicon Box, l’ecosistema italiano si arricchisce di tecnologie avanzate che sono fondamentali per scalare le applicazioni di prossima generazione con costi inferiori, prestazioni migliorate e grande flessibilità. La nuova struttura fungerà da catalizzatore per investimenti più ampi nella produzione avanzata di semiconduttori e, più in generale, nell’ innovazione in Italia.
Migliorerà i punti di forza competitivi del Paese su iniziative chiave come intelligenza artificiale, data center, tecnologie mobili, veicoli elettrici, amplificatori a radiofrequenza, dispositivi indossabili ed edge computing.
Un ruolo sempre più importante nella crescita dell’ecosistema italiano dei semiconduttori lo sta svolgendo la Regione Piemonte che, oltre al nuovo stabilimento di packaging avanzato di Silicon Box, ospita – sempre in provincia di Novara – il produttore di wafer MEMC Spa che sta per iniziare la produzione di wafer di silicio da 300 millimetri con un impianto all’avanguardia in Europa.
La nuova fabbrica di wafer di MEMC colmerà una lacuna nella catena di fornitura europea di semiconduttori che fino ad ora è stata fortemente dipendente dalle importazioni di wafer per le piattaforme tecnologiche più avanzate.
In Piemonte sono presenti anche numerose aziende di piccole e medie dimensioni che producono impianti per la costruzione e il test di semiconduttori: nell’area del torinese operano SPEA, SEICA, OSAI AS e CREA-Advantest; a queste si aggiungerà presto la multinazionale tedesca Aixtron.
Non a caso, la Regione Piemonte ha recentemente assunto la presidenza dell’ESRA, l’Alleanza Europea sui semiconduttori di cui fanno parte 35 Regioni dove hanno sede le industrie più avanzate del settore, fornitori e centri di ricerca.
Oltre alla Regione Piemonte, un ruolo chiave nello sviluppo dell’ecosistema locale e nazionale dei semiconduttori lo svolge il Politecnico di Torino, sia per la ricerca che per la formazione di giovani talenti.
