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Yole:5G封裝市場2026年達26億美元 從RF模組到AiP10

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科技產業資訊室 (iKnow) - May 發表於 2021年5月4日

圖、5G手機封裝市場預測
 
5G封裝市場在2020年為5.2億美元,預計將以31%的複合年增長率增長,到2026年將達到約26億美元。5G封裝包括RF模組含有PAD、DRx FEM等以及AiP10 用於5G sub-6 GHz & 5G mmWave連接。
 
根據Yole最新報告《智慧手機5G封裝趨勢》,重點關注5G Sub-6GHz和5G mmWave的模組和零組件封裝。智慧手機的5G封裝市場,涵蓋了支持5G通信的各種RF前端模組,例如:5G低於6GHz的RFFEM(PAMiD11、DRx)、5G mmW AiP、5G mmW的分立天線、5G mmW的FEM12 。
 
根據Yole團隊分析:
  • 5G 6 GHz以下RFFEM佔2026年5G總體封裝的67%,其次是5G mmW FEM,mmW AiP和mmW分立天線。
  • 行動毫米波通信的AiP封裝市場將增長40%,到2026年達到約4.48億美元。AiP在5G封裝市場中的市佔率將從2020年的11%增長到2026年的17%。
  • 5G封裝基板市場將以35%的複合率增長,到2026年將達到7.21億美元。
  • 低損耗基板(Low-loss substrate)對於支持5G mmWave移動通信至關重要,是mmWave SiP(包括AiP和分立天線)所必需的。
  • Yole表示:有了5G規範,下行鏈路和上行鏈路的RF路徑數量都大大增加了。結果,需要更多的裸片或更大的裸片來容納5G信號以及4G和其他無線電設備。
  • 由於節省電路板空間是智慧手機行業的關鍵,因此Murata,Skyworks,Qorvo,Broadcom和Qualcomm等RF前端1層以及半導體委外封裝測試(OSAT)公司已經變得更加有創意,可以將零組件封裝在復雜的模組中。
  • 從2020年開始,在成本方面的供應商排名顯示,高通在5G手機RF前端方面的領導地位,其次是Broadcom和Qorvo。每個智能手機的RFFE收入幾乎有一半流向了高通。然而,在2021年初的5G手機中,Qorvo憑藉一些創新模組可能爭奪第二名。
行動設備中的各種RF有源和無源組件,都組裝在SiP中或保持離散。 LTE的演進已導致行動電話中的架構複雜,這主要歸因於載波聚合。同時,RF的板面積和可用天線空間已經減少,從而導致了密度化趨勢,越來越多的手機OEM13採用功率放大器模塊並實現了新技術,即LTE14和WiFi之間的天線共享。
 
Yole表示:5G增加了更多的複雜性,需要在前端模塊中進行更多的緻密化,以實現5G 6 GHz以下和毫米波頻段的集成。單個晶片對於調諧器或分立濾波器等組件而言,具有成本效益。對於高端電話,SiP技術是提高性能的首選。
 
在2018年之前,LGA SiP被用於射頻行業。智慧手機中的4G LTE使用多管芯SiP(10-15個管芯,利用倒裝芯片球或Cu柱或引線鍵合將各種組件連接到有機無芯基板)用於FEM,以及用於濾波器組和分集接收模塊。
 
由於雙面封裝的發展,BGA自此被廣泛採用。例如,iPhone 12中集成的RF SiP(MB / HB PAMiD)的最新版本幾乎比第一個中/高頻段PAMiD小50%。借助EMI屏蔽,Flip-Chip PA15或Double-side Moulding BGA等創新技術,Broadcom設法以較小的佔地面積集成了該系統。雙面BGA封裝技術通過新型內部屏蔽和使用PCB基板隔離關鍵組件的方式,在組件密度方面取得了進步。 Broadcom,Qorvo和Skyworks等領先公司在RF SiP中實現了逐步創新,從LGA到DSBGA再到DS-MBGA,而Murata直接實現了DS-MBGA來進行系統集成和小型化。射頻系統集成和小型化趨勢要求針對移動5G封裝進行不同級別的創新。
 
支持5G 6 GHz以下5G的RFFEM利用現有的基於倒裝芯片層壓板的SiP進行了修改,並採用了相似的材料清單以增量創新。另一方面,隨著新封裝架構和平台的出現,5G mmW帶來了顛覆性封裝:扇出WLP和玻璃基板中介層與具有新型低損耗電介質的先進有機基板倒裝芯片封裝競爭。
 
Yole評論認為,天線技術和佈局是5G半導體系統面臨的最關鍵的挑戰之一。 在毫米波頻率下,從半導體封裝到天線的長路徑代表了高損耗,因此需要將天線匯集到SiP中。更高的頻率需要更小的天線(毫米而不是厘米),從占用空間的角度來看,這將更易於匯集到SiP中。在這種情況下,提出了基於倒裝芯片和扇出技術且具有不同架構的各種封裝解決方案,用於將天線元件與用於5G行動通信的RF組件整合在一起。(1240字;圖1)
 

參考資料:
5G: advanced packaging technologies bring innovation. Yole Développement, 2021/4/12. 


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