Moore'un ötesinde, SiP paketleme teknolojisini bir makalede anlayın
Uluslararası Yarı İletken Yol Örgütü'nün (ITRS) tanımına göre: SiP, birden fazla aktif elektronik bileşeni farklı işlevlerle, isteğe bağlı pasif bileşenlerle ve belirli işlevleri elde etmek için MEMS veya optik cihazlar gibi diğer bileşenlerle birleştiren tek bir birimdir. Standart paketler bir sistem veya alt sistem oluşturur.
Mimari açıdan SiP, temelde eksiksiz bir işleve ulaşmak için işlemciler, bellek ve diğer işlevsel yongalar dahil olmak üzere çeşitli işlevsel yongaları bir pakette entegre eder. SOC'ye (Çip Üzerinde Sistem) karşılık gelir. Aradaki fark, paketteki sistemin, farklı yongaların yan yana kullanıldığı veya üst üste getirildiği bir paketleme yöntemi iken, SOC'nin oldukça entegre bir yonga ürünü olmasıdır.
1.1. Daha Fazla Moore VS Moore'dan Daha Fazlası SoC ve SiP Karşılaştırması
SiP, Moore Yasasının ötesinde önemli bir gerçekleştirme yoludur. Ünlü Moore Yasası bu aşamaya kadar gelişti, nereye gidiyor? Endüstride iki yol vardır: Birincisi, Moore Yasasına göre geliştirmeye devam edin Bu yolu izleyen ürünler, tüm pazarın% 50'sini oluşturan CPU, bellek ve mantık aygıtlarını içerir. Diğeri, Moore Yasasının ötesinde Moore'dan Fazlası rotasıdır.Çip geliştirme, güç tüketimini azaltma ve performans iyileştirmeyi körlemesine takip etmekten piyasa taleplerini daha pragmatik olarak tatmin etmeye doğru kaymıştır. Bu alandaki ürünler, piyasanın yaklaşık olarak kalan% 50'sini oluşturan analog / RF cihazları, pasif cihazları, güç yönetim cihazları vb.
Bu iki yol için iki ürün doğdu: SoC ve SiP. SoC, aşağı inmeye devam eden Moore Yasasının ürünüdür ve SiP, Moore Yasasının ötesine ulaşmak için önemli bir yoldur. Her ikisi de çip seviyesinde minyatürleştirme ve minyatürleştirme sistemleri elde etmenin ürünleridir.
SoC ve SIP çok benzerdir.Her ikisi de mantık bileşenleri, bellek bileşenleri ve hatta pasif bileşenler içeren bir sistemi tek bir birime entegre eder. SoC, sistemin gerektirdiği bileşenleri bir yonga üzerine yüksek oranda entegre etmek olan bir tasarım bakış açısındadır. SiP, paketleme bakış açısına dayanır.Farklı yongaların yan yana veya istiflendiği ve farklı işlevlere ve isteğe bağlı pasif bileşenlere sahip çoklu aktif elektronik bileşenlerin yanı sıra MEMS veya optik cihazlar gibi diğer cihazların tercihen birlikte monte edildiği bir paketleme yöntemidir. , Belirli işlevleri gerçekleştiren tek bir standart paket.
Entegrasyon açısından, normal koşullar altında, SoC yalnızca AP ve diğer mantık sistemlerini entegre ederken, SiP, AP + mobil DDR'yi entegre eder.Bir dereceye kadar, SIP = SoC + DDR. Entegrasyon gelecekte daha da yükseldikçe, emmc'nin SiP'ye de entegre edilmesi muhtemeldir.
Ambalaj geliştirme perspektifinden bakıldığında, SoC, hacim, işlem hızı veya elektriksel özellikler açısından elektronik ürünlerin ihtiyaçları nedeniyle gelecekteki elektronik ürün tasarımının anahtar ve geliştirme yönü olarak kurulmuştur. Bununla birlikte, son yıllarda SoC üretiminin artan maliyetiyle birlikte, sık sık görülen teknik engeller, SoC'nin geliştirilmesinin darboğazlarla karşılaşmasına neden oldu ve SiP'nin geliştirilmesine endüstri tarafından gittikçe daha fazla ilgi gösterildi.
1.2. SiP-Moore Yasasının ötesinde kaçınılmaz bir yol
Moore Yasası, yonga performansının sürekli iyileştirilmesini sağlar. Hepimizin bildiği gibi, Moore Yasası, yarı iletken endüstrisinin gelişimi için "İncil" dir. Silikon bazlı yarı iletkenlerde, transistörlerin özellik boyutu yarı yarıya azaltılır ve performans her 18 ayda iki katına çıkar. Performans iyileştirilirken maliyet azalır ve bu da yarı iletken üreticilerine yarı iletken özellik boyutunu küçültmek için yeterli güç sağlar. Bunlar arasında işlemci yongaları ve bellek yongaları Moore Yasasına en çok uyan iki yonga türüdür. Intel'i örnek alırsak, her nesil ürün mükemmel bir şekilde Moore Yasasına uyar. Yonga düzeyinde, Moore Yasası, performansın sürekli olarak ilerlemesini destekler.
PCB kartı Moore Yasasına uymaz ve genel sistem performansı iyileştirmesinin darboğazını oluşturur. Küçülen yonga boyutuna karşılık gelen PCB kartları son yıllarda pek değişmedi. Örneğin, PCB anakartların standart minimum çizgi genişliği on yıl önce 3 mil (yaklaşık 75 um) idi ve bugün hala 3 mil, ki bu neredeyse hiç gelişme yok. Sonuçta PCB, Moore Yasasına uymuyor. PCB sınırlaması nedeniyle, tüm sistemin performans iyileştirmesi bir darboğazla karşılaştı. Örneğin, PCB çizgi genişliği değişmediği için işlemci ile bellek arasındaki bağlantı yoğunluğu da aynı kalır. Başka bir deyişle, işlemci ve bellek paketinin boyutu önemli ölçüde değişmediğinde işlemci ile bellek arasındaki bağlantı sayısı önemli ölçüde değişmeyecektir. Belleğin bant genişliği, bellek arabiriminin bit genişliğinin bellek arabiriminin çalışma frekansı ile çarpılmasına eşittir. Bellek çıkış bit genişliği işlemci ile bellek arasındaki bağlantı sayısına eşittir PCB kart teknolojisindeki sınırlamalar nedeniyle 64bit on yılda değişmemiştir. Bu nedenle, bellek bant genişliğini artırmanın tek yolu, bellek arayüzünün çalışma frekansını arttırmaktır. Bu, tüm sistemin performans gelişimini sınırlar.
SIP, sistemin zincirlerini çözmede kazanır. PCB kartını çip bağlantıları arasında taşıyıcı olarak kullanmak yerine, sistem düzeyinde bir çip oluşturmak için aynı çipte birden fazla yarı iletken çip ve pasif bileşen paketlemek, PCB'nin kendisinde var olan eksiklikler nedeniyle sistem performansını çözebilir Bir darboğaz sorunuyla karşılaşıldı. İşlemci ve bellek yongasını örnek olarak alın, çünkü paket içindeki sistemin dahili iz yoğunluğu PCB izleme yoğunluğundan çok daha yüksek olabilir ve böylece PCB hattı geniş bantının neden olduğu sistem darboğazını çözebilir. Örneğin, bellek yongası ve işlemci yongası perforasyon yoluyla bağlanabildiğinden, bunlar artık PCB çizgi genişliği ile sınırlı değildir, böylece arayüz bant genişliğinde veri bant genişliği geliştirilebilir.
SiP'nin çipleri birbirine entegre etmekten daha fazlası olduğuna inanıyoruz. SiP ayrıca kısa geliştirme döngüsünün avantajlarına da sahiptir; daha fazla işlev; daha düşük güç tüketimi, daha iyi performans, daha düşük maliyet fiyatı, daha küçük boyut ve daha hafif ağırlık, aşağıdaki gibi özetlenir:
SiP süreç analizi
SIP paketleme işlemi, çipin ve alt tabakanın bağlantı moduna göre tel bağı paketleme ve flip-chip lehimlemeye ayrılabilir.
2.1. Tel bağı paketleme süreci
Tel bağlama paketleme işleminin ana akışı aşağıdaki gibidir:
Gofret Gofret İnceltme Gofret Kesme Talaş Bağlama Tel Bağlama Plazma Temizleme Sıvı Sızdırmazlık Kaplaması Lehim Toplarının Montajı Yeniden Lehimleme Yüzey İşaretleme Ayırma Son Muayene Test Paketleme.
Gofret inceltme
Gofret inceltme, gofretin ambalaja uygun bir dereceye kadar inceltilmesi için gofretin arkasından mekanik veya kimyasal mekanik (CMP) öğütme kullanımını ifade eder. Gofret ebatları gittikçe büyüdükçe, gofretin mekanik mukavemetini arttırmak ve işleme sırasında deformasyon ve çatlamayı önlemek için kalınlığı artmaktadır. Ancak sistem daha hafif, daha ince ve daha kısaya doğru geliştikçe, çip paketlendikten sonra modülün kalınlığı da incelir, bu nedenle yonga montajı gereksinimlerini karşılamak için gofretin ambalajlanmadan önce kalınlığının kabul edilebilir bir seviyeye indirilmesi gerekir.
Gofret kesim
Gofret inceltildikten sonra küp küp kesilebilir. Eski küp kesme makineleri manuel olarak çalıştırılır ve artık genel küp kesme makineleri tamamen otomatiktir. Silikon gofreti kısmen çiziyor veya tamamen bölüyor olsun, şu anda bir testere bıçağı kullanılmaktadır, çünkü çizdiği kenarlar düzgündür ve çok az yonga ve çatlak vardır.
Yapıştırma
Kesilen çip, çerçevenin orta pedine monte edilmelidir. Pedin boyutu çipin boyutuyla eşleşmelidir. Pedin boyutu çok büyükse, kurşun aralığı çok büyük olacaktır.Transfer kalıplama işlemi sırasında, uç bükülür ve akış tarafından oluşturulan stres nedeniyle çip yer değiştirir. Montaj yöntemi yumuşak lehimle (Pb-Sn alaşımına atıfta bulunarak, özellikle Sn içeren alaşıma atıfta bulunarak), Au-Si ötektik alaşımla vb. Alt tabakaya lehimlenebilir. Plastik paketlemede en yaygın kullanılan yöntem, polimer bağlama kullanmaktır. Bağlayıcı madde metal çerçeveye yapıştırılmıştır.
Tel bağlama
Plastik ambalajda kullanılan kurşun tel esas olarak altın teldir ve çapı genellikle 0,025 mm ~ 0,032 mm'dir. Kurşunun uzunluğu genellikle 1.5mm ~ 3mm arasındadır ve arkın yüksekliği çipin bulunduğu düzlemden 0.75mm daha yüksek olabilir.
Yapıştırma teknolojisi, sıcak basınçlı kaynak, termosonik kaynak vb. İçerir. Bu teknolojilerin avantajları, küresel bir şekil (yani lehim topu teknolojisi) oluşturmak ve altın telin oksidasyonunu önlemek için kolaydır. Maliyetleri düşürmek için, alüminyum, bakır, gümüş, paladyum vb. Gibi diğer metal teller de altın tel bağının yerine kullanılmaktadır. Sıcak basınçlı kaynağın koşulu, iki metal yüzeyin yakın temas halinde olması ve iki metalin bağlanması için zaman, sıcaklık ve basıncın kontrol edilmesidir. Pürüzlü yüzey (pürüzlülük), oksit tabakası oluşumu, kimyasal kirlenme, nem emilimi vb. Yapışma etkisini etkileyecek ve yapışma gücünü azaltacaktır. Sıcak pres kaynağının sıcaklığı 300 ° C ile 400 ° C arasındadır ve süre genellikle 40ms'dir (genellikle yapıştırma konumunu bulma gibi programlarda yapıştırma hızı saniyede iki satırdır). Ultrasonik kaynağın avantajı, kaynak için gerekli enerjiyi sağlamak için 20kHz ~ 60kHz ultrasonik titreşim kullandığı için yüksek sıcaklıktan kaçınabilmesidir, böylece kaynak sıcaklığı düşürülebilir. Isı ve ultrasonik enerjinin aynı anda yapıştırma için kullanılması sözde termosonik kaynaktır. Termal sıkıştırma kaynağı ile karşılaştırıldığında, termosonik kaynağın en büyük avantajı, yapıştırma sıcaklığını 350 ° C'den yaklaşık 250 ° C'ye düşürmektir (bazı insanlar 100 ° C ~ 150 ° C koşullarının kullanılabileceğini düşünür), bu da alüminyum ped üzerindeki yapıştırma sıcaklığını büyük ölçüde azaltabilir. Au-Al intermetalik bileşikler oluşturma olasılığı, cihazın ömrünü uzatır ve devre parametrelerinin kaymasını azaltır. Tel bağlamadaki gelişmeler, daha ince ve daha ince paketlere olan ihtiyaçtan kaynaklanmaktadır Bazı ultra ince paketler yalnızca yaklaşık 0,4 mm kalınlığındadır. Bu nedenle, kurşun telin halkası genel 200 m ~ 300 m'den 100 m ~ 125 m'ye düşürülür, bu nedenle kurşun tel gerilimi çok büyük ve sıkıdır. Ek olarak, alt tabakadaki kurşun pedlerin etrafında genellikle iki halka şeklinde güç / topraklama kablosu vardır.Altın telin bağlama sırasında kısa devre yapması engellenmelidir. Minimum boşluk olmalıdır > 625 m, bağlama teli yüksek doğrusallığa ve iyi arkaya sahip olmalıdır.
Plazma temizleme
Temizlemenin önemli işlevlerinden biri, bir Si substratı üzerine bir Au filmi biriktirmek ve hidrokarbonları ve diğer kirleticileri uzaklaştırmak için yüzeyi Ar plazması ile muamele etmek gibi filmin yapışmasını iyileştirmektir, bu da Au'nun yapışmasını önemli ölçüde geliştirir. Plazma işleminden sonra substratın yüzeyi, bir çözelti ile çıkarılabilen florür içeren bir gri madde tabakası bırakacaktır. Aynı zamanda temizlik, yüzeyin yapışmasını ve ıslatılabilirliğini iyileştirmeye de yardımcı olur.
Sıvı dolgu macunu
Çip ve tel bağlama çerçeve bandını kalıba yerleştirin, plastik bileşiğin önceden oluşturulmuş bloğunu bir ön ısıtma fırınında ısıtın (ön ısıtma sıcaklığı 90 ° C ile 95 ° C arasındadır) ve ardından aktarıma koyun. Şekillendirme makinesinin transfer tankında. Transfer kalıplama pistonunun basıncı altında, kalıplama bileşiği kızak içine sıkıştırılır ve geçitten boşluğa enjekte edilir (tüm süreç boyunca, kalıp sıcaklığı yaklaşık 170 ° C ~ 175 ° C'de tutulur). Kalıplama bileşiği, kalıp içinde hızla katılaşır ve belirli bir tutma basıncı süresinden sonra modül belirli bir sertliğe ulaşır ve ardından ejektör çubuğu ile modül dışarı atılır ve kalıplama işlemi tamamlanır. Çoğu kalıplama bileşiği için, kalıpta birkaç dakika tutma basıncından sonra, modülün sertliği fırlatmaya izin vermek için yeterlidir, ancak polimerin sertleşmesi (polimerizasyon) tamamen tamamlanmamıştır. Malzemenin polimerizasyon derecesi (sertleşme derecesi), malzemenin cam geçiş sıcaklığını ve termal stresini güçlü bir şekilde etkilediğinden, kararlı bir duruma ulaşmak için malzemenin sertleşmesini teşvik etmek için cihazın güvenilirliğini geliştirmek çok önemlidir.Son-sertleştirme, kalıplama bileşiğini iyileştirmektir. Yüksek derecede polimerizasyon için gerekli işlem adımları, genel son kürleme koşulları 170 ~ 175 , 2h ~ 4h'dir.
Sıvı dolgu macunu
Şu anda endüstride kullanılan iki top ekim yöntemi vardır: "Lehim Pastası" + "Lehim Topu" ve "Lehim Pastası" + "Lehim Topu". "Lehim pastası" + "teneke top" top ekim yöntemi sektördeki en iyi standart top ekim yöntemi olarak kabul edilmektedir.Bu yöntemle dikilen toplar iyi lehimlenebilirliğe ve iyi parlaklığa sahiptir ve eritme işlemi sırasında lehim topu ofseti olmayacaktır. Kontrol edilmesi daha kolaydır. Spesifik yöntem, önce lehim pastasını BGA ped üzerine basmak ve ardından üzerine belirli bir boyutta lehim topu eklemek için bir top makinesi veya serigrafi kullanmaktır, ardından lehim pastasının rolü kalay yapıştırmaktır. Isıtırken, lehim topunun temas yüzeyi daha büyük hale getirilir, böylece lehim topu daha hızlı ve daha kapsamlı bir şekilde ısıtılır, böylece lehim topu eritildikten sonra pede daha iyi kaynaklanabilir ve yanlış lehimleme olasılığını azaltır.
Yüzey işaretleme
Markalama, esas olarak tanımlama ve izleme için üretici bilgileri, ülke, cihaz kodu vb. Dahil olmak üzere paketlenmiş modülün üst yüzeyine basılmış silinmez ve net harfler ve logolardır. Mürekkeple baskı ve lazer baskıyı içeren baskı yöntemi arasında en yaygın kullanılan birçok kodlama yöntemi vardır.
Ayrı
Üretim verimliliğini artırmak ve malzeme tasarrufu sağlamak için, SIP montaj çalışmalarının çoğu, kalıplama ve test işlemleri tamamlandıktan sonra ayrı cihazlara bölünen bir dizi kombinasyonunda gerçekleştirilir. Bölme ve bölme, testere veya damgalama işlemini kullanabilir.Testere işlemi daha esnektir ve çok sayıda özel alet gerektirmez.Parçalama işlemi daha yüksek üretim verimliliğine ve daha düşük maliyete sahiptir, ancak özel aletler gerekir.
2.2. Flip chip kaynak işlemi
Tel bağlama işlemi ile karşılaştırıldığında, ters yonga bağlama işlemi aşağıdaki avantajlara sahiptir:
(1) Flip-chip bağlama teknolojisi, tel bağlama pedlerinin merkez mesafe sınırı sorununun üstesinden gelir;
(2) Elektronik tasarımcılara çip gücü / toprak dağıtımı tasarımında daha fazla kolaylık sağlayın;
(3) Ara bağlantı uzunluğunu kısaltarak ve RC gecikmesini azaltarak, yüksek frekanslı ve yüksek güçlü cihazlar için daha mükemmel sinyaller sağlayabilir;
(4) Mükemmel termal performans, çipin arkasına bir ısı emici takılabilir;
(5) Yüksek güvenilirlik Çip altındaki dolgu maddesinin etkisi nedeniyle, paketin yorulma ömrü artar;
(6) Onarımı kolaydır.
Aşağıdakiler, ters yonga bağlamanın işlem akışıdır (tel bağlamayla aynı süreç ayrı olarak açıklanmayacaktır): gofret ped yeniden dağıtımı gofret inceltme, çarpma üretimi gofret kesme ters yonga bağlama, Yetersiz doldurma kapsülleme lehim bilyelerinin montajı yeniden akış lehimleme yüzey işaretleme ayırma son inceleme test paketleme.
Arazi yeniden dağıtımı
Kurşun aralığını arttırmak ve flip-chip yapıştırma işleminin gereksinimlerini karşılamak için, çipin uçlarını yeniden dağıtmak gerekir.
Sarsıntı yap
Pedin yeniden dağıtımı tamamlandıktan sonra, çip üzerindeki pedlere tümsekler eklemek gerekir Lehim yumru üretim teknolojisi elektrokaplama, akımsız kaplama, buharlaştırma, top yerleştirme ve lehim pastası baskıyı benimseyebilir. Şu anda, elektrokaplama yöntemi hala en yaygın olanıdır ve bunu lehim pastası baskı yöntemi izlemektedir.
Talaş bağlamayı çevirin, yetersiz doldurun
Lehim çıkıntıları, ızgara şekline göre tüm yonga yapıştırma yüzeyine yerleştirildikten sonra, yonga paket alt tabakasına baş aşağı olarak monte edilir ve çıkıntılar WB ve TAB yerine alt tabakadaki pedlere elektriksel olarak bağlanır. Bağlantı yöntemi. Flip-chip birleştirme tamamlandıktan sonra, çip ve alt tabaka arasındaki boşluğun epoksi reçine ile doldurulması, darbelere uygulanan termal gerilimi ve mekanik gerilimi azaltabilir ve güvenilirlik, doldurulmamasına kıyasla bir ila iki büyüklük sırası kadar iyileştirilir.
Uygulamalar için SiP doğumlu
3.1. Ana uygulama alanları
SiP, kablosuz iletişim, otomotiv elektroniği, tıbbi elektronik, bilgisayarlar ve askeri elektronik dahil olmak üzere geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir.
En yaygın kullanılan kablosuz iletişim alanı. SiP, kablosuz iletişim alanında en eski uygulamaya sahiptir ve aynı zamanda en yaygın kullanılan alandır. Kablosuz iletişim alanında, işlevsel iletim verimliliği, gürültü, hacim, ağırlık ve maliyet gereksinimleri giderek artmakta, kablosuz iletişimi düşük maliyetli, taşınabilir, çok işlevli ve yüksek performanslı yönde gelişmeye zorlamaktadır. SiP, mevcut çekirdek kaynakların ve yarı iletken üretim süreçlerinin avantajlarını birleştiren, maliyetleri düşüren, pazara sunma süresini kısaltan ve SOC'deki proses uyumluluğu, sinyal karıştırma, gürültü paraziti ve elektromanyetik parazit gibi zorlukların üstesinden gelen ideal bir çözümdür. Cep telefonundaki radyo frekansı güç amplifikatörü, SiP'de tamamen çözülen frekans güç amplifikatörü, güç kontrolü ve alıcı-verici anahtarının işlevlerini birleştirir.
Otomotiv elektroniği, SiP için önemli bir uygulama senaryosudur. Otomotiv elektroniğinde SiP uygulamaları giderek artmaktadır. Örnek olarak motor kontrol ünitesini (ECU) ele alalım ECU, bir mikroişlemci (CPU), bellek (ROM, RAM), giriş / çıkış arayüzü (G / Ç), analogdan dijitale dönüştürücü (A / D), şekillendirme, sürüş vb. Ölçekli entegre devrelerin bileşimi. Farklı yonga türlerinin farklı süreçleri vardır Şu anda SiP, yongaları tam bir kontrol sistemine entegre etmek için sıklıkla kullanılmaktadır. Ayrıca otomobil kilitlenme önleyici fren sistemi (ABS), yakıt enjeksiyon kontrol sistemi, hava yastığı elektronik sistemi, direksiyon kontrol sistemi, lastik düşük basınç alarm sistemi gibi çeşitli birimler de sürekli olarak SiP formunu benimsemektedir. Ayrıca SIP teknolojisi, hızla büyüyen araç içi ofis sistemlerinde ve eğlence sistemlerinde de başarıyla uygulanmaktadır.
Tıp elektroniği, güvenilirlik ve küçük boyutun yanı sıra işlevsellik ve uzun ömürlülüğün bir kombinasyonunu gerektirir. Bu alandaki tipik uygulamalar, kapsül endoskoplar gibi implante edilebilir elektronik tıbbi cihazlardır. Endoskop, optik lens, görüntü işleme çipi, radyo frekansı sinyal vericisi, anten, pil vb. Görüntü işleme çipi dijital bir çiptir, radyo frekansı sinyal vericisi analog bir çiptir ve anten pasif bir cihazdır. Bu cihazlar, performans ve minyatürleştirme gereksinimlerini mükemmel şekilde çözebilen bir SiP içinde kapsüllenmiştir.
SiP'in bilgisayar alanındaki uygulaması esas olarak işlemci ve belleği entegre etmekten gelir. GPU'yu örnek olarak alın, genellikle grafik bilgi işlem yongaları ve SDRAM içerir. İkisinin paketleme yöntemleri aynı değil. Grafik hesaplamaların tümü standart bir plastik paket lehim topu dizili çok yongalı bileşen yönteminde paketlenmiştir ve bu yöntem SDRAM için uygun değildir. Bu nedenle, iki tür yonganın ayrı ayrı paketlenmesi ve ardından SiP biçiminde birlikte paketlenmesi gerekir.
SiP, diğer tüketici elektroniğinde de birçok uygulamaya sahiptir. Bu, ISP (görüntü işleme çipi), Bluetooth çipi vb. İçerir. ISP, dijital kameralar, tarayıcılar, kameralar, oyuncaklar ve diğer elektronik ürünlerin temel cihazıdır.Optik sinyalleri fotoelektrik dönüştürme yoluyla dijital sinyallere dönüştürür ve ardından görüntü işleme, görüntüleme ve depolamayı gerçekleştirir. Görüntü sensörleri, CCD, COMS görüntü sensörleri, temas görüntü sensörleri, şarj yükleme cihazları, optik diyot dizileri, amorf silikon sensörler vb. Gibi bir dizi farklı bileşen içerir. SiP teknolojisi şüphesiz ideal bir paketleme teknolojisi çözümüdür.
Bluetooth sistemi genellikle bir kablosuz kısım, bir bağlantı kontrol kısmı, bir bağlantı yönetimi destek kısmı ve bir ana terminal arayüzünden oluşur SiP teknolojisi, Bluetooth teknolojisini pazarın ihtiyaçlarını karşılamak için daha küçük ve daha küçük hale getirebilir, böylece Bluetooth teknolojisinin uygulanmasını kuvvetli bir şekilde teşvik eder. SiP, Bluetooth kablosuz teknolojisi işlevleri için gereken tüm orijinal parçaları (radyo, temel bant işlemci, ROM, filtre ve diğer ayrı bileşenler) ultra küçük bir pakette entegre etti.
Askeri elektronik ürünler, yüksek performans, minyatürleştirme, çoklu çeşitler ve küçük partiler özelliklerine sahiptir.SiP teknolojisi askeri elektroniğin uygulama gereksinimlerine uygundur, bu nedenle bu teknik alanda çok çeşitli uygulama pazarları ve geliştirme beklentilerine sahiptir. SiP ürünleri, uydular, fırlatma araçları, uçaklar, füzeler, radarlar ve süper bilgisayarlar gibi askeri teçhizatı içerir En tipik uygulama ürünleri, çeşitli frekans bantlarındaki alıcı-verici bileşenleridir.
3.2. Akıllı telefonlar için iPhone'a özel
Cep telefonlarının incelmesi SiP talebinde artışa neden oldu. Cep telefonları, SiP paketleme için en büyük pazardır. Akıllı telefonlar daha ince ve hafif hale geldikçe, SiP'ye olan talep doğal olarak artacaktır. 2011'den 2015'e kadar çeşitli markaların cep telefonlarının kalınlığı sürekli olarak azaltıldı. Daha ince ve daha hafif, birleştirilmiş parçaların kalınlığı için doğal olarak gitgide daha yüksek gereksinimlere sahiptir. İPhone 6s'i örnek olarak ele alırsak, PCB kullanımı büyük ölçüde azaldı ve birçok çip bileşeni SiP modülüne dahil edilecek. İPhone 8'e gelince, Appleın ilk tam makine SiP cep telefonu olabilir. Bu, iPhone 8'in bir yandan daha ince ve daha hafif hale getirilebileceği ve diğer yandan daha güçlü bir kamera, hoparlörler ve pil gibi diğer işlevsel modülleri barındırmak için daha fazla alan olacağı anlamına geliyor.
Apple ürünlerindeki SiP uygulamalarına bakın. Apple, SiP uygulamaları konusunda oldukça iyimser.Apple, daha önce Apple Watch'ta SiP ambalajı kullanmıştı.
Saatlere ek olarak, Apple cep telefonlarında kullanılan SiP'lerin sayısı da giderek artıyor. Örnekler şunları içerir: dokunmatik yonga, parmak izi tanıma yongası, RFPA vb.
Dokunmatik çip. Iphone6'da, sırasıyla Broadcom ve TI tarafından sağlanan iki dokunmatik yonga bulunurken, 6S'de ikisi SiP paketini gerçekleştirmek için aynı pakette mühürlenir. Gelecekte, TDDI birlikte paketlenecek. Yeni nesil 3D Touch teknolojisi iPhone6'larda sergileniyor. Dokunma algılama algılaması, yalıtım malzemesi kabuğuna nüfuz edebilir ve insan parmağının getirdiği voltaj değişikliğini algılayarak, farklı işlevleri gerçekleştirmek için insan parmağının dokunma hareketi değerlendirilebilir. Dokunmatik çip, kontak noktasının voltaj değerini toplamak, bu elektrot voltaj sinyallerini koordinat sinyalleri halinde işlemek ve kontrol işlevini gerçekleştirmek üzere koordinat sinyallerine göre karşılık gelen işlevlere yanıt vermek üzere cep telefonunu kontrol etmektir. 3D Touch'ın ortaya çıkışı, dokunmatik modülün işleme kapasitesi ve performansı için daha yüksek gereksinimleri ortaya koymaktadır.Karmaşık yapısı, dokunmatik çipin SiP ile birleştirilmesini gerektirir ve dokunsal geri bildirim işlevi, operasyonel kolaylığını artırır.
Parmak izi tanıma ayrıca SiP paketini kullanır. Sensör ve kontrol çipi birlikte paketlenmiştir ve benzer teknoloji iPhone 5'ten beri benimsenmiştir.
RFPA modülü. Cep telefonlarında RFPA, SiP'nin en yaygın kullanılan şeklidir. İPhone 6S bir istisna değildir iPhone 6S'de SiP kullanan birden fazla RFPA çipi vardır.
Apple'ın alışkanlığına göre, tüm olgun teknolojiler bir sonraki nesle aktarılacak. Yaklaşan Apple iPhone 7'nin SiP teknolojisini daha fazla benimseyeceğine ve gelecekteki iPhone 7 ve iPhone 8'in daha kapsamlı olacağına ve SiP teknolojisini daha fazla kullanacağına karar veriyoruz. İç alanın sıkıştırılmasını sağlamak için.
Hızla büyüyen SiP pazarı
4.1. Pazara giriş oranı hızla arttı
2013-2016 SiP pazarı CAGR =% 15. 2014 yılında küresel SiP çıktı değeri, 2013 yılına göre yaklaşık% 12,4 artışla yaklaşık 4,843 milyar ABD doları olmuştur; 2015 yılında, akıllı telefonların sürekli büyümesi ve Apple Watch gibi giyilebilir ürünlerin ortaya çıkmasıyla, küresel SiP çıktı değerinin 2014 yılına kıyasla 5,533 milyar ABD dolarına ulaşacağı tahmin edilmektedir. Yıllık büyüme oranı% 14,3.
2016 yılında akıllı telefonlar kademeli olarak olgunluk aşamasına girebilse ve önemli bir büyüme elde etmek zor olsa da, SiP hala artan popülerlik trendi altında bir büyüme trendi gösterebilir.Bu nedenle, 2016 yılında küresel SiP çıktı değerinin hala olacağı tahmin edilmektedir. 2015'ten% 17,4 büyüyerek 6,494 milyar ABD dolarına ulaştı.
Pazara giriş oranı hızla artacaktır. Akıllı telefonlarda SiP penetrasyon oranının 2016'da% 10'dan 2018'de% 40'a hızla artacağını tahmin ediyoruz. İncelme ve açılma trendi belirlendiğinde incelme ve aydınlatma ihtiyacını mükemmel şekilde karşılayabilen SiP, daha fazla uygulama almalıdır. Sadece Apple değil, yerli akıllı telefon üreticilerinin de bu durumu hızla takip etmesini bekliyoruz. Ayrıca penetrasyon oranındaki artış, yalnızca SiP kullanan akıllı telefon sayısını artırmakla kalmayacak, aynı zamanda akıllı telefonlarda kullanılan SiP sayısını da artıracaktır. İki etkinin üst üste gelmesi, SiP için artan pazarın hızlı genişlemesini sağlar.
Önümüzdeki üç yıl içinde akıllı telefon pazarında SiP'nin pazar büyüklüğünü tahmin ediyoruz. SiP'in birim fiyatının her yıl% 10 azaldığını ve akıllı telefon gönderilerinin yıllık% 3 arttığını varsayalım. Akıllı telefonlarda SiP'nin yeni pazar ölçeğinin CAGR =% 192 olduğu görülüyor ki bu çok etkileyici.
4.2. Üretimden paketleme ve teste - kademeli olarak entegre SiP endüstri zinciri
Endüstriyel zincirdeki değişiklikler ve endüstriyel yapıdaki değişiklikler açısından, elektronik endüstrisi zinciri gelecekte artık sadece geleneksel bir dikey zincir olmayacak: terminal ekipman üreticileri-IC tasarım şirketleri-paketleme ve test üreticileri, Döküm fabrikaları, IP tasarım şirketleri, ürün geliştirme Tasarım aynı anda ambalaj üreticilerini, alt tabaka üreticilerini, malzeme fabrikalarını, IC tasarım şirketlerini, sistem üreticilerini, Dökümhane tesislerini, cihaz üreticilerini (TDK, Murata gibi) ve depolama üreticilerini (Samsung gibi) endüstriyel yükseltmeyi sağlamak için birbirleriyle işbirliği yapmak üzere harekete geçirecek. Gelecekte, sistem paketleme endüstrisinin daha da gelişmesini sağlarken, yüksek kaliteli ambalajlama da sistem terminallerinin refahını artıracaktır. Gelecekte, sistem üreticileri ile paketleme fabrikaları arasında giderek daha fazla doğrudan bağlantı olacak ve IC tasarım şirketleri iki yönde gelişebilir: IP tasarımı veya doğrudan gofret satışı.
Son yıllarda, bazı dökümhaneler işlerini müşterinin tek seferlik satın alma hizmeti talebi (Anahtar Teslimi Hizmet) altında alt paketlemeye ve test etmeye genişletmeye ve yukarı akış IC tasarımını karşılamak için tek elden hizmet modeli oluşturmak için SiP gibi gelişmiş paketleme teknolojileri geliştirmeye başladılar. Fabrika veya sistem fabrikası. Bununla birlikte, SiP gibi gelişmiş paketleme teknolojilerinin wafer dökümhaneleri tarafından geliştirilmesi, mevcut paketleme ve test üreticileri ile ince bir rekabet ve işbirliği ilişkisi oluşturacaktır. Her şeyden önce, wafer dökümhaneleri, wafer proses avantajlarına dayalı olarak wafer seviyesinde paketleme teknolojisi geliştirmek için temel koşullara sahiptir ve giriş engelleri çok yüksek değildir. Bu nedenle, dökümhane, genel müşteri talep hedeflerine ulaşmak için ürün uygulama eğilimlerine ve yukarı akış müşteri ihtiyaçlarına uygun olarak dökümhaneyle ilgili üretim sürecini tamamladıktan sonra wafer seviyesinde paketleme gibi arka uç alanlara doğru ilerlemeye devam edebilir. Bu, mevcut paketleme ve test satıcıları için belirli bir rekabet derecesi oluşturabilir.
Paketleme ve test tesislerinin dökümhane alanına girmesi neredeyse zor olduğundan, wafer dökümhaneleri, özellikle yüksek kaliteli SiP alanında proses teknolojisinin avantajlarına dayalı olarak sonraki ambalajlama ve test işlemlerine geçebilir; bu nedenle, dökümhaneler SiP paketleme işine girmek, paketleme ve test tesisleri ile tamamen yukarı ve aşağı yönlü bir işbirliği ilişkisinden ince bir rekabet ve işbirliği ilişkisine geçecektir.
Bir yandan, paketleme ve test tesisi pazarı ayırmak için farklılaşmaya doğru gelişebilir, diğer yandan da dökümhane ile teknik işbirliği yapmayı seçebilir veya sipariş miktarı için paketleme ve test tesisinin devasa üretim kapasitesine uygun teknoloji yetkilendirmesi ve diğer yöntemleri kullanabilir. Pazarı birlikte genişletmek. Buna ek olarak, dökümhaneler tarafından geliştirilen üst düzey heterojen paketlerin bazı işlem adımları hala mevcut teknolojiye sahip profesyonel paketleme ve test tesislerinin yardımına ihtiyaç duyuyor, bu nedenle iki taraf hala işbirliği için bir temele sahip.
4.3. SiP endüstri standardı
ASE + Huanxu Elektroniği:
Dünyanın en büyük paketleme ve test fabrikaları arasında yer alan ASE, elektronik dökümhane hizmeti (EMS) -USI'yi 2010 gibi erken bir tarihte satın almış ve modül tasarımı ve sistem entegrasyon yeteneklerinde paketleme teknolojisi ve USI ile SiP teknolojisini geliştirmiştir. Bu, ASE'nin SiP teknolojisi alanındaki lider konumunu korumasına olanak tanır ve büyük cep telefonu üreticisi Apple'dan Wi-Fi, işlemciler, parmak izi tanıma, dokunma, MEMS ve ASE'ye sonraki büyüme ivmesi getirecek diğer modüller gibi siparişleri art arda alabilir.
Buna ek olarak ASE, SiP kategorisinde TSV 2.5D IC teknolojisini ortaklaşa geliştirmek için DRAM üreticisi Hua Yake ile stratejik bir ittifak kurdu; Hua Yake, ASE ile birlikte ASE silikon ara biriminin silikon yonga üretimi ve üretimini sağlıyor. Gelişmiş paketleme ve test süreci yetenekleri, ASE'nin mevcut paketleme ürün serisini genişletiyor.
Sadece bu değil, ASE, daha küçük alt tabakalarda daha fazla sensör ve RF bileşenini entegre edebilen entegre devre gömülü alt tabakalar üretmek için bir yan kuruluş olan ASE'yi kurmak için Japon alt tabaka üreticisi TDK ile de işbirliği yaptı. SiP güç kaynağı daha az enerji tüketir ve giyilebilir cihazların ve Nesnelerin İnternetinin ihtiyaçlarını karşılamak için daha küçük boyuttadır.
ASE'nin bu yılki ana büyüme itici gücü SiP'den gelecek.1Y2016 SiP geliri yaklaşık 2 milyar ABD dolarına ulaştı. SiP'nin önümüzdeki 5-10 yıl içinde şirketin devam eden büyüme faktörü olması bekleniyor. ASE'nin yan kuruluşu USI, A Şirketinden SiP giyilebilir saat siparişini kazandıktan sonra, büyük bir Amerikan üreticisinden akıllı saatler için ikinci SiP siparişini kazandı ve önümüzdeki yıl gönderilmesi planlanıyor.
Amkor:
Dünyanın en büyük ikinci paketleme ve test tesisi olan Amkor, SiP'nin geliştirilmesi için ana üs olarak Güney Kore tesisini kullanıyor. 2013 hariç
Güney Kore'ye yatırım yapmanın yanı sıra, gelişmiş fabrikalar ve küresel Ar-Ge merkezleri inşa etmenin yanı sıra Amkor'un mevcut SiP teknolojisi ağırlıklı olarak görüntü sensörleri ve hareket sensörlerinde kullanılıyor. Amkor'un 2016'nın 2. çeyreği finansal raporu, Çin'deki orta ve üst düzey akıllı telefonlardan WLCSP ve SiP talebinin şirketin büyümesinin ana itici gücü olduğunu gösteriyor.
Silikon ürün:
Dünyanın üçüncü en büyük ve Tayvan'ın silikon ürünler için ikinci en büyük paketleme ve test tesisi, entegre IC-entegre SiP'ye sahiptir ve esas olarak akıllı telefonlarda kullanılan fan-out stacked pack (FO PoP) teknolojisine odaklanır. Büyük cep telefonu çip üreticileri ile işbirliği içinde 2016 yılında seri üretim bekleniyor.
SiPin, modül tasarımı ve sistem entegrasyonundan yoksun olduğundan, SiP teknolojisinin geliştirilmesini daha eksiksiz hale getirmek için şirketin modül tasarımını ve sistem entegrasyon yeteneklerini birleştirmek için büyük bir EMS üreticisi olan Hon Hai ile aktif olarak stratejik bir ittifak arayışı içindedir.
Changdian + Xingke Jinpeng:
Changjiang Electronics, uluslararası teknoloji düzeyine ulaşabilen birkaç yerli yarı iletken paketleme ve test şirketinden biridir. 2015 yılında, Singapur Xingke Jinpeng'i 780 milyon ABD Doları karşılığında satın almak için SMIC ve Ulusal Fon ile işbirliği yaptı ve küresel sıralama altıncıdan dördüncüye yükseldi. Şirket, SIP paketlemede bazı teknik avantajlara sahiptir ve RF-SIM; Micro SD; USB; FC-BGA; LGA modülü gibi bir dizi ürünü başarıyla geliştirmiştir.
Başlangıçta dünyanın en büyük dördüncü paketleme ve test tesisi olan Xingke Jinpeng, Güney Kore tesisinde de aktif olarak SiP teknolojisini geliştiriyor, ancak genel çalışma koşulları ilk üç tesis kadar iyi olmadığından, SiP ölçeğini genişletmek için büyük miktarda sermaye yatırımı yapmak zor. Bununla birlikte, Jiangsu Changdian'ın Xingke Jinpeng'i satın almasıyla getirilen sermaye ile, SiP'yi büyütmeye devam etmek için orijinal Xingke Jinpeng teknolojisini birleştirebilecek. Changjiang Electronics Technology, SiP projesini genişletmek için 475 milyon ABD doları yatırım yapacak.Şu anda, Xingke Jinpeng Güney Kore fabrikası, esas olarak A müşterisi için% 95'in üzerinde kapasite kullanım oranıyla resmi olarak seri üretim yaptı. Gelecekte, A müşterisinin ürün reçetesindeki SiP miktarı arttıkça, şirkete büyük esneklik getireceğini umuyoruz.
Öneri mantığı
SiP, endüstrinin gelişme yönünü temsil eder. Çip geliştirme, güç tüketimini azaltma ve performans iyileştirme (Moore Yasası) yerine, piyasa ihtiyaçlarını daha pragmatik olarak karşılamaya (Moore Yasasının ötesinde) kaymıştır SiP, başarmak için önemli bir yoldur. Terminal elektronik ürünleri açısından SiP, çipin kendi performans / güç tüketimine körü körüne dikkat etmez, tüm terminal elektronik ürününün hafif, ince, kısa, çok işlevli ve düşük güç tüketimini gerçekleştirir.Mobil cihazlar ve giyilebilir cihazlar gibi hafif ürünlerin yükselişinden sonra, SiP'ye olan talep giderek daha belirgin hale geliyor.
Akıllı telefonlarda SiP'nin penetrasyon oranı hızla artıyor. SiP pazarının 2013-2015 YOBB'si, akıllı telefon pazarının% 7 YBBO'sundan daha yüksek olan% 16'ya ulaştı. Daha ince ve daha hafif akıllı telefonlara yönelik trendin belirlenmesi ile birlikte SiP'in penetrasyon oranının hızla artması ve 2018'de% 10'dan% 40'a çıkması bekleniyor. Akıllı telefonlarda herhangi bir yeni değişikliğe dikkat etmemiz gerektiğini vurguluyoruz.% 40 penetrasyon oranına ulaşmadan önce dikkat edilmesi gereken hızlı bir büyüme dönemi.
Sektör yapılandırması açısından bakıldığında, SiP henüz tam olarak fiyatlandırılmadı ve büyüme için yer var. Amkor ve ASE'nin 2. çeyrek finansal raporunda tesadüfen, aylık büyümenin nedenlerinden biri SiP ambalajdaki artıştan geliyor. Aynı zamanda Apple, yeni modellerde birden fazla SiP kullanmaya karar verdi, ancak yerli üreticiler henüz ayak uydurmaya başlamadı. 2018'de potansiyel SiP artımlı alanının 9,6 milyar ABD doları olduğunu tahmin ediyoruz.Sektör konfigürasyonu açısından, SiP'nin mevcut büyümesi pazar tarafından tam olarak anlaşılmadı ve büyüme için yeterli alan var. Yerli borsada işlem gören şirketler arasında Changjiang Electronics Technology (satın alınan Xingke Jinpeng, A müşterileri için SiP ürünleri sağlar) ve Huanxu Electronics'in (Apple watch SiP tedarikçisi) SiP endüstrisinin gelişiminden derinden yararlanacağına inanıyor ve onlara dikkat etmelerini tavsiye ediyoruz.
