隨著5G技術(shù)的高速發(fā)展，5G應(yīng)用從移動(dòng)通信向自動(dòng)駕駛、VR/AR等多行業(yè)領(lǐng)域延伸，5G頻段不斷增加，給射頻前端帶來新的產(chǎn)業(yè)增長需求。5G射頻前端中，濾波器占據(jù)了市場的最大份額。手機(jī)中濾波器的數(shù)量呈現(xiàn)倍數(shù)的增加，每部5G手機(jī)中濾波器數(shù)量至少50只以上。面對5G需求數(shù)量的增加，濾波器發(fā)展趨勢向小型化、集成化、高頻帶寬，技術(shù)難度不斷增大。

據(jù)Yole Dveloppement (Yole)機(jī)構(gòu)預(yù)測，從2017年到2023年，濾波器市場將從80億美元增長至225億美元，年復(fù)合增長率達(dá)19%。憑借對工藝和專利的掌控，日美幾大國際廠商的壟斷格局已成。SAW濾波器主要供應(yīng)商為Murata、TDK、太陽誘電等幾家日本廠商，而BAW濾波器則為Avago以及Qorvo占據(jù)幾乎全球超過95%以上份額，國產(chǎn)化需求迫切。面對國內(nèi)有海量市場而國產(chǎn)率很低的窘境，打破國外技術(shù)封鎖與市場壁壘，加快濾波器國產(chǎn)化的進(jìn)程刻不容緩。云天半導(dǎo)體團(tuán)隊(duì)經(jīng)多年研發(fā)，結(jié)合先進(jìn)封裝技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，為濾波器封裝提供多種的方案支持。

圖一 2017-2023年5G射頻前端模塊市場規(guī)模發(fā)展趨勢

（來源：Yole）

云天半導(dǎo)體濾波器封裝技術(shù)，包含晶圓級(jí)三維封裝（WLP）、晶圓級(jí)扇出集成（Fan-out）、基于玻璃襯底IPD集成等多種方案，滿足單芯片、多芯片封裝以及模塊化集成需求。

晶圓級(jí)三維封裝（WLP）：針對濾波器頻段特點(diǎn)，開發(fā)了雙干膜和玻璃蓋板兩種方案。雙干膜的方案適用于中低頻段的濾波器器件，在晶圓表面做好圍堰（Wall）和蓋板(Roof)，將IDT芯片上的工作區(qū)域保護(hù)起來，在焊盤上介質(zhì)開孔內(nèi)填充金屬，完成濾波器器件的封裝。WLP封裝出的SAW芯片，封裝后的尺寸與芯片一致，無需基板，可直接與PCB板連接，實(shí)現(xiàn)高效率低成本。目前云天的WLP雙干膜技術(shù)已具備量產(chǎn)能力，產(chǎn)能超過8000片/月。另外，云天的玻璃蓋板技術(shù)方案能使中高頻段濾波器在性能上表現(xiàn)更為優(yōu)越，玻璃蓋板基于云天特色的TGV技術(shù)，解決了雙干膜方案出現(xiàn)的頻偏及空腔尺寸問題，無需考慮空腔塌陷，使得芯片功能區(qū)設(shè)計(jì)更加自由，工藝流程簡單，封裝安全可靠，經(jīng)過云天團(tuán)隊(duì)多年的研發(fā)驗(yàn)證，已通過可靠性測試。

圖二 SAW玻璃蓋板方案封裝芯片

云天晶圓級(jí)扇出集成（Fan-out）可提供兩種方案：一是采用EMC材料，實(shí)現(xiàn)多顆濾波器芯片的封裝集成，使不同器件間性能更加耦合，解決了制造過程差異帶來的器件不匹配，有效降低成本、提升性能和縮小體積。另一種方法，云天開發(fā)了埋入玻璃基板扇出型封裝技術(shù)eGFO（embedded Glass Fan-out）。eGFO使用玻璃基板為載體，將芯片埋入到TGV開出的槽體內(nèi)而后做扇出封裝。eGFO技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：1)空腔易于制作，可以實(shí)現(xiàn)多芯片系統(tǒng)集成SiP，易于實(shí)現(xiàn)芯片異質(zhì)集成；2)滿足超薄、超小芯片封裝要求和細(xì)節(jié)距焊盤芯片集成；3)工藝簡單，無需基板；4)可集成天線，實(shí)現(xiàn)高密度三維集成。

圖三 Molding扇出集成芯片及SEM

基于玻璃襯底IPD集成是通過半導(dǎo)體工藝將電阻、電感和電容等無源器件從原來的分離元件集成在玻璃襯底上，將濾波器、耦合器和天線等射頻無源器件也集成在玻璃襯底上，是SiP技術(shù)小型化、高性能和低價(jià)格的有效路徑之一。在國際上，IPD技術(shù)成為各大公司射頻器件的核心技術(shù)。云天半導(dǎo)體采用玻璃襯底和射頻電路設(shè)計(jì)相結(jié)合，突破了原來的硅基射頻器件思路，率先開發(fā)了基于玻璃基板的IPD集成技術(shù)（WL-IPD），開展了高Q值電感、微帶濾波器、天線、變壓器等一系列射頻器件研發(fā)，具有低成本，高性能，易于三維集成等突出優(yōu)點(diǎn)。云天具備為客戶提供IPD產(chǎn)品仿真和批量工藝制造服務(wù)能力。

圖四 基于玻璃襯底IPD 3D集成示意圖

云天半導(dǎo)體簡介：

廈門云天半導(dǎo)體科技有限公司成立于2018年7月，公司致力于5G射頻器件封裝與系統(tǒng)集成，主營業(yè)務(wù)主要包含濾波器晶圓級(jí)三維封裝，高頻毫米波芯片集成，IPD無源器件制造與封測，射頻模塊集成。可以提供Bumping/WLCSP/TGV/Fan-out等技術(shù)。云天可以為客戶提供從產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)、工藝研發(fā)到批量生產(chǎn)的全流程解決方案。云天總部位于廈門海滄區(qū)，一期工廠建筑面積4500平米，具備8000片/月的4寸、6寸WLP產(chǎn)能，現(xiàn)已投入量產(chǎn)；二期35000平米廠房預(yù)計(jì)2022年Q2投入使用，屆時(shí)公司將具備從4寸、6寸到8寸、12寸全系列晶圓級(jí)封裝能力。公司愿景為面向5G的領(lǐng)先晶圓級(jí)系統(tǒng)集成創(chuàng)新企業(yè)。公司信奉“創(chuàng)新、卓越、合作、奮斗”的精神，致力于為客戶及合作伙伴提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。