【脑极体】5G位移下的封装产业“地壳运动”
在5G手机的新品发布会上 , SoC芯片绝对是最值得被率先拿出来大书特书的“核心竞争力” 。
【【脑极体】5G位移下的封装产业“地壳运动”】我们知道 , SoC(高度集成)相比传统的外挂解决方案 , 在功耗和性能上更能够满足市场的需求 。
但SoC的发挥 , 往往依赖着EUV极紫外光刻这样超精度的“刻刀” , 在方寸毫厘之间雕琢出高性能芯片 , 来为摩尔定律“续一秒” 。
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有没有一种超越摩尔定律的方式 , 可以将所有的功能芯片完好无损、相互融洽地包裹在一起?SiP就此登场 , “一步封神” , 成为超越摩尔定律的重要实现路径 。
技术自身的迭代是水到渠成 , 同时也会冲刷出新的河道 。 AI的规模化应用带动了GPU厂商英伟达前所未有的业绩腾飞 , 那么5G广阔的市场前景 , 又会给封装产业带来哪些“地壳运动”呢?
MorethanMoore:SiP为5G芯片带来了什么?
不妨从手机发布会的PPT文案上来反向思考一下 , SiP到底为5G芯片封装了哪些能力?
首先 , 与SoC相同的是 , SiP(异构集成封装 , SysteminPackage)也是为了在芯片层面上实现小型化和微型化系统的产物 。 其架构中一般都会包含逻辑组件、内存组件等 。
而与SoC不同的是 , SiP是从封装的角度出发 , 以并排或叠加的封装方式 , 将多种功能芯片 , 包括处理器、存储器等集成在一个封装内 , 从而实现一个基本完整的功能 。
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不同技术的实现方式 , 在用户端会呈现出怎样的体验差异呢?
一方面 , 有可能进一步降低5G芯片的门槛 。 高度集成化的SoC , 离不开EUV光刻机等设备和技术的支持 , 生产良率也难以保障 , 这也导致5GSoC芯片以及相关智能手机产品的价格居高不下 。 而SiP的开发成本与开发周期都相对更少 , 良率上也更有保障 , 这也使其开始受到半导体行业的重视 。
此外 , 极致小型化的趋势 , 让芯片行业开始从7nm制程向5nm、3nm等发起挑战 , 而受限于PCB主板的限制 , 生产难度也越来越高 , 光靠缩小晶体管的尺寸来完成技术和成本上的迭代不可持续 , 这也为SoC芯片设下了可见的性能瓶颈 。 在可预见的未来 , 如何在减少封装体积的前提下保持性能 , 能够提高封装效率的SiP自然而然就上位了 。 比如有业内人士称 , 如果将毫米波频段和Sub-6GHz频段都集成在5G芯片上 , 那么80%的芯片都会采用SiP封装 。
值得一提的是 , 5G的到来也打开了海量物联、万物智能的AIoT爆发窗口期 , 数以亿计的边缘终端如何输送智慧能力 , 全都搞上SoC芯片显然不太现实 , 而且还有许多终端传感器是需要光感、微机电MEMS等来发挥作用的 , 传统的芯片封装也无法支持 。 而SiP工艺则不受芯片种类的局限 , 不仅可以集成处理器系统 , 其他通信传感器也可以被封装在一起 , 提供高性价比、多元化的智连解决方案 。
SoC依旧霸榜 , SiP山高水远
不仅产业界感受到了SiP的威力 , 资本市场也闻弦歌而知雅意 , 开始看好SiP封装的市场空间 。 ASE和西部证券研发中心预测 , 到2020年SiP的市场空间将达到166.9亿美元 , 营收增速提升到50%左右 。
但具体到现实层面 , 为什么SoC芯片才是手机厂商们的朱砂痣、白月光呢?
除了SoC本身能够满足当下手机性能的需求之外 , SiP封装技术自身的瓶颈起到了绝大部分的作用 。
第一 , SiP在5G手机上的应用被看好 , 这就意味着需要兼容的射频器件数量大幅度提升 , 比如要同时将sub-6GHz与毫米波天线模组兼容进去 , 自然会导致系统连接变得更加复杂 。 而且各个功能芯片、被动元件、基板乃至注塑材料之间 , 还会产生不同程度的干扰 。 因此 , 要在如此高集成的情况下 , 保障信号的完整性 , 传统标准的封装级天线(Antenna-in-Package , AiP)就有些力不从心了 , 需要为SiP研发定制化的天线模组 , 是一个不小的挑战 。
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