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5G腳步臨近,AiP和FOWLP或成主流封裝技術(shù)

2018-11-20 09:09 愛集微
關(guān)鍵詞:5GAiPFOWLP封裝技術(shù)

導(dǎo)讀:隨著5G時代的到來,封裝技術(shù)的發(fā)展將隨著無線通訊規(guī)格的變化而改變。5G無線通訊規(guī)格可能分為頻率低于1GHz、主要應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的5G IoT、4G演變而來的Sub-6GHz頻段以及5G高頻毫米波頻段。

近日消息,臺灣研究機構(gòu)近日預(yù)測,未來5G高頻通訊芯片封裝將向AiP技術(shù)和扇出型封裝技術(shù)發(fā)展。

隨著5G時代的到來,封裝技術(shù)的發(fā)展將隨著無線通訊規(guī)格的變化而改變。5G無線通訊規(guī)格可能分為頻率低于1GHz、主要應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的5G IoT、4G演變而來的Sub-6GHz頻段以及5G高頻毫米波頻段。

其中,5G IoT和5G Sub-6GHz預(yù)計將繼續(xù)維持3G和4G時代結(jié)構(gòu)模組,也就是分為天線、射頻前端、收發(fā)器和數(shù)據(jù)機等四個主要的系統(tǒng)級封裝(SiP)和模組,而更高頻段的5G毫米波,則采用將天線、射頻前端和收發(fā)器整合成單一系統(tǒng)級封裝。

在天線的整合封裝方面,由于頻段越高、天線越小,5G時代的天線或?qū)⒁訟iP(Antenna in Package)技術(shù)其他零件共同整合到單一封裝內(nèi)。

AiP是基于封裝材料與工藝,將天線與芯片集成在封裝內(nèi),實現(xiàn)系統(tǒng)級無線功能的一門技術(shù)。 AiP技術(shù)順應(yīng)了硅基半導(dǎo)體工藝集成度提高的潮流,為系統(tǒng)級無線芯片提供了良好的天線解決方案,因而深受廣大芯片及封裝制造商的青睞。

諧振型天線的輻射效率與其電尺寸密切相關(guān),天線最大增益更是受到物理口徑的嚴格限制。傳統(tǒng)的民用通信頻率多工作在10GHz以下,為使天線達到可以實用的效率,需要大大增加原有芯片封裝的長寬高。這樣對小型化和低成本都很難有貢獻,反而是更大的副作用。

隨著無線通信的發(fā)展,10GHz以下頻譜消耗殆盡,民用通信終于在近幾年轉(zhuǎn)移向資源更廣闊的毫米波段。 顧名思義,毫米波段波長在1-10mm這個量級。片上天線的尺寸可以小于一般的芯片封裝。這就為AiP的實用帶來了新的機遇。

而扇出型封裝(Fan-out)可整合多芯片,且效能比以載板基礎(chǔ)的系統(tǒng)級封裝要佳,所以看好扇出型封裝技術(shù)在未來5G射頻前端芯片整合封裝中的應(yīng)用。

扇出型晶圓級封裝(FOWLP)的英文全稱為(Fan-Out Wafer Level PackagingP),其采取拉線出來的方式,成本相對便宜;FOWLP可以讓多種不同裸晶,做成像WLP制程一般埋進去,等于減一層封裝,假設(shè)放置多顆裸晶,等于省了多層封裝,有助于降低客戶成本。此時唯一會影響IC成本的因素則為裸晶大小。

FOWLP封裝最早在2009~2010年間由Intel提出,僅用于手機基帶芯片封裝。

2013年起,全球各主要封測廠積極擴充FOWLP產(chǎn)能,主要是為了滿足中低端智能手機市場,對于成本的嚴苛要求。FOWLP由于不需要使用載板材料,因此可節(jié)省近30%封裝成本,且封裝厚度也更加輕薄,有助于提升芯片商產(chǎn)品競爭力。

聯(lián)發(fā)科副處長許文松曾指出,扇出型封裝解決了過往技術(shù)難以提升I/O 密度的瓶頸,扇出型封裝具備超薄、高I/O 腳數(shù)等優(yōu)勢,是消費性電子產(chǎn)品、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中非常理想的封裝技術(shù)選擇,如智能手機中使用的圖形芯片、存儲器、影像傳感器等,通過扇出型封裝,能在緊密空間中達到更經(jīng)濟、有效率的高互連密度。

為了實現(xiàn)高速率、高容量和低延遲的5G網(wǎng)絡(luò)目標,需要引進大量的新技術(shù),封裝技術(shù)也扮演著至關(guān)重要的角色,相信AiP和扇出型封裝技術(shù)會在5G到來時得到更廣泛的應(yīng)用。