5G时代SiP遭遇四大挑战，晶圆制造融合封测成趋势

5G时代SiP遭遇四大挑战，晶圆制造融合封测成趋势

　　那么在5G和IoT的风潮下，对SiP封装的需求增长会带来哪些问题?沈霁指出，移动时代产品形态单一，主要是智能手机和平板电脑;而后移动时代智能硬件产品和应用百花齐放，如何延续摩尔定理是业内都在讨论的问题。系统级封装已广泛应用于智能手机，针对小型化轻薄化的ID要求，SiP的多模块集成方案满足了产品小型化轻薄化的ID需求，节省了空间，简化了组装工序。未来在5G和折叠屏的驱动下，终端产品内的SiP模块占比将继续提高，但在封测环节要对多芯片进行封测，因此给封测厂商能力带来了更多的难题和挑战。

　　进入5G时代，由于频段的增加，智能手机中射频器件数量将大幅提高，而这与智能手机轻薄化的趋势大相径庭。因此，SiP的异构集成特性，与射频前端器件完美契合，这也使得5G时代SiP封装在射频模组上的应用迅速普及。

　　对于SiP对于5G射频前端的需求，沈霁表示：“随着5G的快速推广，手机射频前端模块的集成度越来越高，可穿戴设备的集成度也越来越高，SiP在5G射频前端模块的集成效果愈发明显，比如现在的智能手机一般需要8~16个SiP产品，未来可穿戴设备会将所有的功能都封装进一个SiP产品内，普通的一些封装或者组装的方式不能够达到这样高密的程度，所以采用SiP模块来缩小PCB电路板的空间是必要的选择。”

歌尔股份有限公司SiP事业部副总经理 沈霁

　　同时，从技术层面来看，目前最大的挑战在于基板设计与装配技术等方面，基板的设计日趋复杂，基于小型化的一些实现，对于线路的整体布局、基板叠层以及信号干扰性等问题会更加明显。

　　目前，使用SiP封装的射频前端模组，在单个封装中包含了超过10个裸片(滤波器、功率放大器、开关等)和部分将模组内器件连接起来的技术，如铜柱、倒装芯片、引线键合等等。而在如此高密度下，多个射频芯片的集成，会使EMI问题变得更加难以处理，这需要EMI屏蔽层来改善器件所受到的干扰;另一方面，在5G毫米波的需求之下，SiP的电磁仿真将会变得越来越重要，精确的3D EM(电磁)仿真在SiP产品中需求较大，但这对于大部分封装厂而言是一大难题。

　　芯禾科技工程副总裁代文亮博士表示，目前没有单一的电磁场求解技术可以解决今天所有的挑战。商业电磁场仿真工具也一直在创新中，目前可以提供电磁场仿真工具的企业有芯禾科技、NI、Mentor，以及Cadence等厂商。

　　而除了EMI与仿真的问题外，SiP由于将不同的芯片集成到一块基板上，所以还需要对SiP模块进行SI/PI/EMI分析、热应力分析、LVS/DRC、可靠性分析(ESD)，以及可制造性分析等等。

　　面对EMI、基板设计、装配技术、EM 3D仿真这些难点，沈霁认为可以从封装技术、技术协同和产业融合三个方向去改进。首先，为了实现系统小型化的要求，需要从更先进3D封装的路线来考虑;其次，由于性能的不断提升，系统的电信号、结构、热、可制造性、可靠性需要总体的协同考虑，对团队提出了更高的要求，需要团队真正做到DFX(Design for X, X包括：制造，可靠性，测试等);最后，系统集成的不断提升，晶圆制造与封测已开始有逐渐融合的趋势，封测公司需要利用晶圆制造公司的先进制程工艺，来武装自己，适应行业变化趋势。