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「我的第一部5G手机」5G时代封测端如何打破“三明治”格局？( 二 )


当传统的摩尔定律迫近极限 ， 需要厂商在更短的开发时程中 ， 用更经济的方法来节约成本 ， 做出更佳的产品 ， 比如电源管理拥有更好的电源效率并增加处理效能 ， 将是工程师们的终极挑战 。
「我的第一部5G手机」5G时代封测端如何打破“三明治”格局？
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Cadence产品市场总监Julian Sun
Cadence产品市场总监Julian Sun表示 ， Cadence 现在正在协助业界诸多公司克服摩尔定律 ， 走进后摩尔时代“More than Moore” ， 利用异质整合的能力(Heterogeneous integration)将不同的元素整合到SiP以开发新的电子产品 。 SiP可以帮助客户进行新的模块化设计 ， 并解决从板级到封装到IC的跨域设计问题 ， 比如采用Chiplet的设计理念 。
来自5G多频高频的挑战 针对5G智能手机 ， 目前SiP封装技术遇到不小的挑战 ， 比如集成毫米波技术、兼容集成2G/3G/4G多个射频前端等 ， 该如何应对?
日月光表示 ， 对于毫米波兼容集成2G/3G/4G射频前端 ， 新的前端模组增加如sub-6GHz与毫米波天线模组 ， 因此更紧密的集成与厚度的薄化是趋势与技术挑战 。 在应对策略上 ， 新的Conformal shielding/Compartment shielding解决方案、Fan-out SiP、double-side molding与毫米波AiP/AiM量产测试解决方案等都是很好的选择 。
刘明亮表示 ， 从长电的角度来看 ， 5G SiP封装主要面临三大技术挑战：
一是集成毫米波技术 。 因毫米波是超高频段 ， 天线数量有所增加且尺寸要求较小 ， 加上5G收发模式跟4G不同 ， 在大多数应用场景下天线需要被融入到封装中去 ， 即采用封装级天线(Antenna-in-Package ， AiP)技术 。 AiP天线的匹配、微调是很大的挑战 。
二是材料 。 过去封测厂做3G或4G射频产品的SiP封装 ， 不需要考虑太多材料方面的设计问题 ， 只要整体产品的应力、可靠性等达标就行 。 而到了5G Sub-6GHz频段 ， 就要求所有的材料如基板、塑封原材料、芯片与基板的连接/耦合材料等 ， 都必须具备低损耗特性 ， 如Dk介电常数必须小于3.2 ， Df损耗因子必须小于0.05等 ， 而且这还只是在5G Sub-6GHz频段(尚未达到毫米波频段)的硬性标准 。 未来毫米波SiP达标任务之艰巨 ， 可窥一斑!
三是5G比起4G需要处理的频段复杂程度和实时可编程性高很多 ， 而且客户对于手机的空间设计要求也越来越高 。 将因5G所新增六成左右的芯片挤进不可扩容的手机空间这一要求 ， 要求封装厂商能够提出更多、更好的技术创新 ， 比如在基板的两面放置芯片或被动元件(原来只放一面)以达到缩减封装面积的目的 。 但这样做又不可避免地增加了封装的整体厚度 ， 所以封装工程师们还必须采用其它的方法把整体厚度变薄 ， 可谓使尽了浑身解数!这种双面超薄设计难度较大 ， 长电针对此SiP创新项目做了大量技术开发和反复验证的工作 ， 目前已达到世界领先水平 。
事实上 ， 上述挑战对于日月光、长电、安靠以及天水华天、通富微电等都是共同的难题 。 相对而言 ， 在5GSub-6GHz频段 ， 日月光、长电和安靠SiP芯片良率较高 ， AiP的厚度做到了较薄 ， 而通富微电和天水华天仍需进一步努力突破技术难点 。
「我的第一部5G手机」5G时代封测端如何打破“三明治”格局？
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上海芯波电子科技有限公司研发总监胡孝伟
在芯波科技胡孝伟看来 ， 5G通信对SiP封装的挑战有三个方面：首先 ， 设计端如何处理多频段射频前端的电磁兼容 ， 以及如何处理多器件小尺寸高热密度散热问题;其次 ， 制造端如何使用低成本常规工艺完成超常规的技术要求;最后 ， 如何用同一种封装工艺封装不同工艺的器件 。
他给出了一些解决方案：“这需要在信号完整性、电源完整性、射频指标仿真(例如插损、回损和谐振)、热、应力等方面进行充分的仿真分析 。 在设计端 ， 充分利用自身的SiP和IPD设计能力 ， 结合EDA工具提升设计质量和准确度 ， 在制造端充分使用组合现有工艺 ， 探索新工艺、减少迭代 。 ”


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