【原创】iPhone7透露出的封装大趋势

作者:电子创新网张国斌 随着半导体工艺技术的飞速发展,半导体元器件体积日益缩小,同时,整机产品追求轻薄的趋势推动行业快速导入先进封装,产品设计已经总板级向芯片级封装发展,从iPhone7的拆解来看,苹果已经大量采用先进封装,如果SMT业者不关注先进封装技术,则有被颠覆的风险。 1、SiP封装脱颖而出 从拆解来看,苹果iPhone7采用了SiP、WLCSP等先进封装,如安华高的PA采用了SiP封装,Skyworks的PA也是SiP封装,Dilog的电源管理芯片采用了WLCSP封装等等。其主要功能模块都已经是先进封装。(注:SIP封装是基于SOC的一种新封装技术,将一个或多个裸芯片及可能的无源元件构成的高性能模块装载在一个封装外壳内, 包括将这些芯片层叠在一起,且具备一个系统的功能。)
“我们认为目前20%的半导体元件采用了先进封装,未来几年全球主要厂商都会在先进封装上持续投入,从2015年到2020年,全球先进封装市场年符合增长率预计为7%。”库力索法(Kulicke & Soffa,可以简称K&S)集团高级副总裁张赞彬在近日的媒体发布会上指出,“而全球半导体重镇中国的先进封装市场同期年复合增长率为16%,2020年中国先进封装市场规模可达40亿美元。”
进封装种类很多,主要有WLCSP、MLF、SiP、POP、FCCSP、SWIFT、MEMS等,在先进封装领域,而他认为SiP封装有望快速走热,主要是以下几个因素推动了SiP封装的发展: 1、封装元件的高度、尺寸微型化 2、射频、模拟、存储等多种不同元件的集成 3、不同工艺晶圆芯片可以支持不同封装融合; 4、系统提高信号完整性降低功耗; 5、系统需要灵活性和可重构性; 最后一点就是厂商要通过减少系统BOM和复杂性,简化产品板级设计、减少PCB层数,降低研发成本,尽快推向市场。 他表示SiP封装可以应用到智能手机、可穿戴、医疗保健等领域,例如在手机领域,可以进行SiP封装的功能模块包括射频、WiFi蓝牙、PA等等。
SiP封装主要类型是下面三种,数据显示,2015年Amkor Technology来自先进系统级封装(SiP)的收益为7.25亿美元,年成长率16%!
张赞彬表示目前IC封装(OSTA)和EMS都在积极推动SiP封装技术的发展、提供SiP封装服务。
SiP封装有如下九大优点 (1)封装效率大大提高,SIP封装技术在同一封装体内加多个芯片,大大减少了封装体积。两芯片加使面积比增加到170%,三芯片装可使面积比增至250%。 (2)由於SIP封装不同於SOC无需版图级布局布线,从而减少了设计、验证和调试的复杂性和缩短了系统实现的时间。即使需要局部改动设计,也比SOC要简单容易得多。大幅度的缩短产品上市场的时间。 (3)SIP封装实现了以不同的工艺、材料制作的芯片封装可形成一个系统,实现嵌入集成无源元件的梦幻组合。 (4)降低系统成本。比如一个专用的集成电路系统,采用SIP封装技术可比SOC节省更多的系统设计和生产费用。 (5)SIP封装技术可以使多个封装合二为一,可使总的焊点大为减少,也可以显着减小封装体积、重量,缩短元件的连接路线,从而使电性能得以提高。 (6)SIP封装采用一个封装体实现了一个系统目标产品的全部互连以及功能和性能参数,可同时利用引线键合与倒装焊互连以及其他IC芯片直接内连技术。 (7)SIP封装可提供低功耗和低噪音的系统级连接,在较高的频率下工作可获得几乎与SOC相等的汇流排宽度。 (8)SIP封装具有良好的抗机械和化学腐蚀的能力以及高的可靠性。 (9)与传统的芯片封装不同,SIP封装不仅可以处理数字系统,还可以应用於光通信、传感器以及微机电MEMS等领域。 SIP封装的应用领域是RF/无线电、传感器、网络和计算机技术以及其他高速数字产品 。 2、库力索法如何支持SiP封装? 张赞彬表示库力索法通过收购和自主研发,在先进封装和电子装配制造设备(例如表面贴设备)方面均有斩获,虽然库力索法在传统封装设备全球市占率已经在6成左右,但公司将先进封装作为今后重点投入的一个方向。 “和目前传统的打线封装(wire bonding)相比SIP封装成本已经在大幅度下降,而且SiP可靠性高很多。”张赞彬表示,“库力索法认为SiP封装未来增长很快,因此公司推出Hybrid混合贴片机,仅需一台机器就能代替原来使用不同设备来贴装Chip元件和裸晶片以进行SiP、WLP和高性能倒装晶片模组的生产制造。”
他表示目前全球封装产值只占IC总产值的10%左右,当SiP技术在封装企业普及后,产业格局有望调整,封装行业也迎来一次很好的发展机遇。 本土封装企业,做好准备了吗?