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薄膜集成无源器件技术及市场分析(2018版)

2018-04-17
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受多元化应用驱动,IPD(集成无源器件)持续增长


受微型化、更高性能和更低成本的需求驱动,IPD在智能手机市场前景广阔


据麦姆斯咨询报道,目前,微型化和集成性是电子设备发展的重要驱动因素,这在许多消费类应用中尤为关键,更薄的设备意味着更高的集成度,因此需要更薄的元器件。

集成IPD设备市场容量巨大


薄膜IPD工艺能够提供更精细的间距特性、更好的容差控制、更高的灵活性,以及比其他常用技术(例如PCB和LTCC技术等)具有更高集成度的封装。这些优势充分诠释了IPD近几年的快速发展,以及持续的增长预期。


目前,静电放电(ESD)和电磁干扰(EMI)保护是IPD的主要应用,但需要IPD巴伦器件、双工器、匹配等的RF(射频)前端模块也在快速增长,而消费类应用(尤其是智能手机)是目前最主要的应用领域。微型化、低成本和高价值的精度是IPC为这些应用所带来的附加值。采用薄膜沉积技术制造出了高性能平面结构电容、电感器和电阻器。许多公司根据所需要的IPD性能,提出了各种介电材料和电阻材料。


3D结构技术已经应用多年,特别是在硅沟槽电容器中获得了卓越的电容密度。这项新技术为IPD其它适用的市场开辟了新的商机,正如在iPhone 7及其A10处理器(在其微处理器凸块下集成了多个硅沟槽电容器)中已经获得了市场验证。在数字和混合信号市场,集成密度和微型化是优先考虑的重点,由于传统平面技术的电容密度远远无法满足现在的市场需求,因此已经不再适用。


在本报告中,Yole阐明了各个应用的不同要求,以及满足这些需求所应用的IPD技术。

薄膜IPD应用概览


尽管硅仍在IPD市场处于主导地位,但替代型衬底正在改变RF IPD市场


2017年,全球IPD市场营收超过了7.5亿美元,预计将在2022年超过10亿美元高峰。2017年,该市场主要受ESD/EMI IPD市场(超过IPD总体市场的60%)驱动,其后为RF IPD市场。混合信号IPD市场规模还很小,目前仅刚刚兴起。


尽管预测数字混合信号IPD是否能获得成功还比较困难,但是目前我们看到在智能手机处理器已经有少量应用(主要受去耦应用驱动),其微型化是重要驱动因素。此外,一些医疗应用也需要IPD形式的去耦电容,同样,微型化和高电容密度是关键需求。

IPD制造的衬底类型


就衬底材料而言,尽管硅任然是ESD/EMI IPD和数字混合信号(在这些商业化IPD设备中占比100%)应用唯一的主流解决方案,但对于RF IPD制造,可用的衬底材料非常广泛。事实上,RF应用需要考虑衬底损失等高级要求。此外,由于硅的插入损耗以及介电损耗等限制,玻璃和GaAs(砷化镓)等多种替代衬底已经集成进入某些由STMicroelectronics(意法半导体)、Murata(村田)、Qorvo 等厂商制造的RF IPD产品中。

IPD技术类型 vs. 驱动因素


玻璃对那些需要低介电损耗和低插入损耗的高频应用极具吸引力。同时,GaAs凭借更小的尺寸,以及高频率下的线性度和噪音方面更高的性能,尤其具有优势。因此,我们预计这些衬底将在RF IPD市场逐渐占据市场份额。


本报告全面概览了各IPD制造工艺所采用的半导体衬底,并详细分析了各自的技术趋势,并按IPD应用类型细分进行了市场预测。此外,还按晶圆尺寸和衬底类型细分,对2016~2022年进行了市场预测。

2017~2022年按技术类型细分的IPD市场预测


复杂供应链的不同业务模式和不同预期


如之前所述,IPD拥有广泛的应用,在许多领域充满机遇。结合众多的解决方案,并根据终端应用目标,形成了多样化的供应链。如果考虑到制造商类型的差异,以及他们不同的业务模式(纯IPD厂商、OSAT、IDM、代工厂等),那这种多样化的供应链将变得更加复杂。许多类型的制造商可以涉入IPD制造,但是它们具有不同的资源和目的。


IDM/代工厂将IPD作为一种完善其产品供应的选择,使它们对客户更有吸引力。它们的目标不是为了专注于单纯的IPD业务,而是作为其产品的一种附加值。最具代表性的例子是TSMC(台积电)升级其去耦电容技术,以为苹果处理器节约更多的空间并提高效率,该解决方案为高级应用的IPD大规模应用打开了大门。


OSAT在优先级和推广方面具有相似的方案,但是它们具有不同的集成能力。大部分OSAT在其产品组合中有IPD供应,并可根据客户需求应用。它们的解决方案或者是更标准化的IPD,或者是由纯IPD厂商供应,以在后端的封装中集成。


根据定义,纯IPD厂商如IPDiA(现在已成为Murata子公司),正在积极推动IPD解决方案的广泛应用。这些解决方案需要使客户确信,在它们的集成方案中应用IPD非常重要。为了达到这个目的,IPD需要成为一种易于外包的商品,或者成为证明这类新供应有必要的差异化特征。这两种情况都需要IPD强劲的发展,这正是纯IPD厂商已在积极推动的。


本报告分析了各种不同的业务模式,提供了IPD制造详解,以及各种供应类型的市场预期。

IPD无源器件供应链


本文转载自:麦姆斯咨询(http://www.mems.me/mems/more_than_moore_201804/6285.html)


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