5G radyo ambalaj endüstrisine ne gibi fırsatlar getirecek?
Mams Consulting'e göre, 5G geldi ve büyük akıllı telefon OEM'leri kısa süre önce 5G hücresel ve bağlantıyı destekleyen cep telefonlarını piyasaya süreceğini duyurdu. 5G, ağ ve modem arasındaki radyo frekansı (RF) ön ucu arasındaki etkileşimi yeniden tanımlayacaktır. Yeni RF frekans bantları (R15'te 3GPP tarafından tanımlanan 6 GHz altı ve milimetre dalga (mm dalga) gibi) endüstriye büyük zorluklar getirdi.
LTE'nin gelişimi, özellikle de taşıyıcı birleştirme teknolojisinin uygulanması, günümüz akıllı telefonlarında karmaşık mimariye yol açmıştır. Aynı zamanda, RF devre kartlarının ve mevcut anten alanının azalmasının getirdiği yoğunlaşma eğilimi, giderek daha fazla el cihazı OEM üreticisinin güç amplifikatörü modüllerini benimsemesine ve LTE ile WiFi arasında anten paylaşımı gibi yeni teknolojileri uygulamasına neden oldu.
2018-20245G cep telefonu RF ön uç yapısı
5G, dış kaynaklı yarı iletken paketleme ve test satıcılarına (OSAT) daha fazla paketleme işi getirecek
RF paket içi sistem (SiP) pazarı iki kısma ayrılabilir: yonga / plaka düzeyinde filtreler, anahtarlar ve yükselticiler (RDL, RSV ve / veya çarpma adımları dahil) gibi çeşitli RF cihazlarının birinci düzey paketlemesi; Pasif cihazlarla birlikte SiP substratlarına çeşitli cihazların monte edildiği ikincil SiP paketlemesinin montaj (SMT) aşaması. 2018 yılında, RF ön uç modülü SiP pazarının toplam büyüklüğü (birincil ve ikincil ambalaj dahil) 3,3 milyar ABD doları olmuştur. 2018-2023 yıllarında bileşik yıllık büyüme oranının (CAGR)% 11,3'e ulaşması ve pazar büyüklüğünün ulaşması beklenmektedir. 2023'te 5,3 milyar dolara çıkacak.
2018'de, wafer seviyesinde paketleme, toplam RF SiP montaj pazarının yaklaşık% 9'unu oluşturuyordu. Bu yeni raporda Yole, mobil alandaki çeşitli RF ön uç modüllerinin SiP pazarını ayrıntılı olarak inceledi: PAMiD (entegre dupleksleyicili güç amplifikatörü modülü), PAM (güç amplifikatörü modülü), Rx DM (çeşitlilik alma) Modül), ASM (anahtar çoklayıcı, anten anahtar modülü), anten bağlayıcı (çoklayıcı), LMM (düşük gürültülü amplifikatör-çoklayıcı modülü), MMMB PA (çok modlu, çok bantlı güç amplifikatörü) ) Ve milimetre dalga ön uç modülleri. 2023 itibariyle, PAMiD SiP montajının toplam RF SiP pazar gelirinin% 39'unu oluşturması bekleniyor.
Bu rapor, hücresel ve bağlantıyı kapsayan radyo frekansı ön uç modülleri içerir ve çeşitli iletişim standartları ve akıllı telefonlara göre bölümlere ayrılmış SiP pazarı için tahminler sağlar. 2023 yılına kadar, hücresel ve bağlı RF ön uçları için SiP pazarı, sırasıyla toplam SiP pazarının% 82 ve% 18'ini oluşturacak. Hücresel iletişim standartlarına göre, 5G'yi (6GHz altı ve milimetre dalga) destekleyen ön uç modüller, 2023'te toplam RF SiP pazarının% 28'ini oluşturacak. Üst düzey akıllı telefonlar, RF ön uç modül SiP montaj pazarının% 43'üne katkıda bulunacak, bunu düşük kaliteli akıllı telefonlar (% 35) ve lüks akıllı telefonlar (% 13) takip edecek.
4G RF ön uç SiP tedarik zinciri, SiP montajının bir kısmını OSAT satıcılarına dış kaynak olarak kullanan Qorvo, Broadcom (Avago), Skyworks Solutions ve Murata gibi birkaç entegre cihaz üreticisi (IDM) tarafından yönetiliyor. Qualcomm, kademeli olarak 5G çözümleri, özellikle de 5G milimetre dalgası (birçok mobil OEM üreticisinden sipariş alan) için önemli bir RF ön uç tedarikçisi haline geldi ve gelecekte de hakim konumunu sürdürmesi bekleniyor. Nitekim Qualcomm, modemler, anten modülleri ve uygulama işlemcileri dahil olmak üzere 5G için eksiksiz bir çözüm sağlayabilen tek üreticidir. Fabless bir fabrika olarak Qualcomm, tüm SiP montajını dışarıdan tedarik etti ve bu da OSAT üreticilerine daha fazla iş fırsatı sunuyor.
Ek olarak, IDM üreticileri, daha sıkı bileşen düzeni, çift taraflı montaj, uyumlu / bölgeli koruma, yüksek hassasiyetli / yüksek hızlı SMT vb. Gibi ambalaj yenilikleri de gerektiren 5G alt 6Ghz RF ön uç çözümlerine daha fazla önem veriyor. Tüm bunlar, yeni ekipman ve süreçlere yatırım gerektirir. Yole, montaj teknolojisine yapılan yüksek yatırım yükünün, imalatçıları OSAT üreticilerine daha fazla operasyon yaptırmaya sevk edeceğine inanıyor.
Hücresel ve bağlantı standartlarına göre ayrılmış RF ön uç modülü SiP montaj pazarı
5G, RF ön ucunda ambalaj yeniliğini teşvik ediyor
Akıllı telefonlardaki 4G LTE, ön uç modülleri, filtre kümeleri ve çeşitlilik alıcı modülleri için çok yongalı SiP kullanır. SiP, gerekli küçük boyutu, daha kısa sinyal yolunu ve daha düşük kaybı sağlar. 4G LTE ön uç modülleri halihazırda, çevirmeli yonga bilyeli bağlama veya bakır sütunlar kullanılarak organik bir alt tabakaya (en fazla 8 organik katman veya 18 seramik katman) bağlanan 10-15 yonga içerir. Bazı güç amplifikatörleri hala tel bağlamayı kullanır. 5G Sub-6GHz ürünlerinin, geliştirilmiş mevcut flip-chip SiP'leri (çift taraflı FC paket substratları gibi) kullanması ve artan yenilik elde etmek için benzer malzeme listelerini kullanması bekleniyor. Yeni mimarilerin piyasaya sürülmesiyle, 5G milimetre dalga frekansları çığır açan ambalajlama getirmiştir: fan-out gofret seviyesinde paketleme (WLP) ve düşük kayıplı dielektrikler ile gelişmiş organik substrat flip-chip ambalajıyla rekabet eden cam substrat yerleştiriciler.
Anten teknolojisi ve düzeni, 5G yarı iletken sistemleri için en kritik zorluklardan biridir. Milimetre dalga frekanslarında, yarı iletken paketten antene giden uzun yol, yüksek kaybı temsil eder, bu nedenle antenin SiP'ye entegre edilmesi arzu edilir. Daha yüksek frekanslar daha küçük antenler gerektirir (cm yerine mm), bu da ayak izi açısından SiP'ye entegre etmeyi kolaylaştırır. Bununla birlikte, şu anda tek bir anten birden fazla frekans bandıyla çalışmalıdır, bu da anteni ve ek devreleri daha karmaşık hale getirir.
5G mobil iletişim için anten bileşenlerini ve radyo frekansı bileşenlerini entegre etmek için, farklı mimarilere sahip çeşitli paketleme çözümleri önerilmiştir. Maliyet ve olgun tedarik zinciri nedeniyle, antenleri paketlemek için ilk kullanılan lamine alt tabakalara dayalı flip-chip oldu (paket içinde anten, AiP). Fan-out WLP / PLP paketi, daha yüksek sinyal performansı, düşük kayıp ve küçültülmüş boyuttan faydalanır.Bu umut verici bir AiP entegre çözümdür, ancak çift taraflı bir yeniden dağıtım katmanı (RDL) gerektirir. Birkaç üretici dışında çoğu OSAT, bu teknolojiyi toplu üretim için kullanmaya henüz hazır değil.
Ek olarak, antenin engellenmemesi ve net bir alım / iletim elde edebilmesi sağlanırken devrenin anten radyasyonundan korunması gerekir. Lamine alt tabakalar gibi, seramik ve cam da alt tabaka malzemelerini paketlemek için yeni seçenekler haline geldi. 5G milimetre dalga paketleme substratı malzemelerinin seçimi için, elektriksel özellikler, maliyet, işlenebilirlik ve tedarik zinciri hazırlığı gibi birçok yönden ödün vermek gerekir. Maliyet ve malzeme / bileşen tedarik zincirinin hazır olması nedeniyle, önce organik laminat yüzeyler (sınırlı seramik uygulamaları ile), ardından seramik ve cam uygulanacaktır.
Mobil RF ön uç modülleri: 2002'den 2022'ye ve ötesine paketleme trendleri
