受多元化應用驅動,IPD(集成無源器件)持續增長。
受微型化、更高性能和更低成本的需求驅動,IPD在智能手機市場前景廣闊
據麥姆斯咨詢報道,目前,微型化和集成性是電子設備發展的重要驅動因素,這在許多消費類應用中尤為關鍵,更薄的設備意味著更高的集成度,因此需要更薄的元器件。
集成IPD設備市場容量巨大
薄膜IPD工藝能夠提供更精細的間距特性、更好的容差控制、更高的靈活性,以及比其他常用技術(例如PCB和LTCC技術等)具有更高集成度的封裝。這些優勢充分詮釋了IPD近幾年的快速發展,以及持續的增長預期。
目前,靜電放電(ESD)和電磁干擾(EMI)保護是IPD的主要應用,但需要IPD巴倫器件、雙工器、匹配等的RF(射頻)前端模塊也在快速增長,而消費類應用(尤其是智能手機)是目前最主要的應用領域。微型化、低成本和高價值的精度是IPC為這些應用所帶來的附加值。采用薄膜沉積技術制造出了高性能平面結構電容、電感器和電阻器。許多公司根據所需要的IPD性能,提出了各種介電材料和電阻材料。
3D結構技術已經應用多年,特別是在硅溝槽電容器中獲得了卓越的電容密度。這項新技術為IPD其它適用的市場開辟了新的商機,正如在iPhone 7及其A10處理器(在其微處理器凸塊下集成了多個硅溝槽電容器)中已經獲得了市場驗證。在數字和混合信號市場,集成密度和微型化是優先考慮的重點,由于傳統平面技術的電容密度遠遠無法滿足現在的市場需求,因此已經不再適用。
在本報告中,Yole闡明了各個應用的不同要求,以及滿足這些需求所應用的IPD技術。
薄膜IPD應用概覽
盡管硅仍在IPD市場處于主導地位,但替代型襯底正在改變RF IPD市場
2017年,全球IPD市場營收超過了7.5億美元,預計將在2022年超過10億美元高峰。2017年,該市場主要受ESD/EMI IPD市場(超過IPD總體市場的60%)驅動,其后為RF IPD市場。混合信號IPD市場規模還很小,目前僅剛剛興起。
盡管預測數字混合信號IPD是否能獲得成功還比較困難,但是目前我們看到在智能手機處理器已經有少量應用(主要受去耦應用驅動),其微型化是重要驅動因素。此外,一些醫療應用也需要IPD形式的去耦電容,同樣,微型化和高電容密度是關鍵需求。
IPD制造的襯底類型
就襯底材料而言,盡管硅任然是ESD/EMI IPD和數字混合信號(在這些商業化IPD設備中占比100%)應用唯一的主流解決方案,但對于RF IPD制造,可用的襯底材料非常廣泛。事實上,RF應用需要考慮襯底損失等高級要求。此外,由于硅的插入損耗以及介電損耗等限制,玻璃和GaAs(砷化鎵)等多種替代襯底已經集成進入某些由STMicroelectronics(意法半導體)、Murata(村田)、Qorvo 等廠商制造的RF IPD產品中。
IPD技術類型 vs. 驅動因素
玻璃對那些需要低介電損耗和低插入損耗的高頻應用極具吸引力。同時,GaAs憑借更小的尺寸,以及高頻率下的線性度和噪音方面更高的性能,尤其具有優勢。因此,我們預計這些襯底將在RF IPD市場逐漸占據市場份額。
本報告全面概覽了各IPD制造工藝所采用的半導體襯底,并詳細分析了各自的技術趨勢,并按IPD應用類型細分進行了市場預測。此外,還按晶圓尺寸和襯底類型細分,對2016~2022年進行了市場預測。
2017~2022年按技術類型細分的IPD市場預測
復雜供應鏈的不同業務模式和不同預期
如之前所述,IPD擁有廣泛的應用,在許多領域充滿機遇。結合眾多的解決方案,并根據終端應用目標,形成了多樣化的供應鏈。如果考慮到制造商類型的差異,以及他們不同的業務模式(純IPD廠商、OSAT、IDM、代工廠等),那這種多樣化的供應鏈將變得更加復雜。許多類型的制造商可以涉入IPD制造,但是它們具有不同的資源和目的。
IDM/代工廠將IPD作為一種完善其產品供應的選擇,使它們對客戶更有吸引力。它們的目標不是為了專注于單純的IPD業務,而是作為其產品的一種附加值。最具代表性的例子是TSMC(臺積電)升級其去耦電容技術,以為蘋果處理器節約更多的空間并提高效率,該解決方案為高級應用的IPD大規模應用打開了大門。
OSAT在優先級和推廣方面具有相似的方案,但是它們具有不同的集成能力。大部分OSAT在其產品組合中有IPD供應,并可根據客戶需求應用。它們的解決方案或者是更標準化的IPD,或者是由純IPD廠商供應,以在后端的封裝中集成。
根據定義,純IPD廠商如IPDiA(現在已成為Murata子公司),正在積極推動IPD解決方案的廣泛應用。這些解決方案需要使客戶確信,在它們的集成方案中應用IPD非常重要。為了達到這個目的,IPD需要成為一種易于外包的商品,或者成為證明這類新供應有必要的差異化特征。這兩種情況都需要IPD強勁的發展,這正是純IPD廠商已在積極推動的。
本報告分析了各種不同的業務模式,提供了IPD制造詳解,以及各種供應類型的市場預期。
IPD無源器件供應鏈
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原文標題:薄膜集成無源器件技術及市場分析(2018版)
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