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2019年09月09日 | 5G將為半導體工藝、封裝帶來全新機遇

發布者:滿足的36號 來源: 電子后花園關鍵字:5G  半導體 手機看文章 掃描二維碼
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近來,5G SoC芯片先后面世,他們的出現,將給工藝和封裝帶來新的機遇,我們在這里點評一下:


5G時代關注最先進制程工藝,臺積電是全球代工市場最大贏家



5G使最先進工藝提速增快。芯片的性能提升、晶體管數量、功耗/發熱降低,都依賴著制程工藝的提高。而這幾項因素又直接關聯到手機的整體性能和使用體驗。故近年來,手機廠商在爭相提升芯片的制程工藝。而5G手機對芯片性能和功耗要求更高,使向先進制程發展的步伐進一步加速,智能手機跑步進入7nm時代。據DIGTIMES Research,全球智能手機在2018Q4使用的7nm芯片占比從Q3將升到18.3%,相應地,10nm芯片占比逐漸降低。新發布的麒麟980、麒麟810、蘋果A12、驍龍855均采用的7nm技術。隨著5G等新興科技的發展,在2020年有望進入5nm及以下的時代。


EUV是既定工藝節點上提升晶體管密度的方法,在摩爾定律后期下重要性日益凸顯。光刻行業有一個規律是芯片廠在芯片上塞進的結構數量越多,芯片就越快速越強大。故相關企業的目標就是盡力縮小結構的尺寸,而導入EUV光刻系統能夠用波長僅為13.5納米代替原來的波長193納米,故能制造出更小、更快速、更強大的芯片,同時還能控制成本,在半導體制程工藝已經慢慢趨近物理極限的情況下重要性越發凸顯。


隨著制程節點的變小,對EUV層的需求變多。據ASML,代工廠7nm邏輯代工的EUV采用率增加了30%,預計下一個節點(5nm)的采用量將進一步增加50%,存儲代工1A nm節點使用EUV層的數量亦顯著增加,比16nm節點多50%。


臺積電擁有最先進的制程,是全球7nm芯片代工市場的最大贏家。隨著GF(格羅方格)退出7nm及以下工藝的爭奪,臺積電在2018年最早實現了7nm 制程的突破并量產,斬獲華為、蘋果、AMD、高通等7nm芯片訂單,并且臺積電在VSLI峰會上表示,大多數TSMC的客戶都表示將直接從TSMC 16nm節點工藝直接轉到7nm節點工藝。


7nm制程于2018Q4為臺積電貢獻23%的收入,大超此前2019年才能突破20%的預期。臺積電表示,這是半導體史上第一次,最新工藝同時應用于所有產品領域,再加上首次引入EUV極紫外光刻的第二代7nm工藝,臺積電預計到2019年底會有100多款客戶產品基于其7nm工藝。


臺積電在最先進制程上的領先優勢有望維持。工藝線的研發、制造設備的購買等均需要大量的資金、人才的支持,臺積電憑借目前在7nm、7nm+EUV上的領先優勢,在5nm、3nm制程上也早有布局。其5nm 制程工藝預計在2020年實現量產,2023年有望量產3nm制程工藝。龍頭地位不可撼動,隨著現有應用的升級和新興應用的放量,臺積電將長期受益于其最先進制程的領跑。

從5G SoC看SiP封裝,國內封測龍頭長電科技有望受益


小型化、微型化系統成趨勢。麒麟990 5G除了是全球首款使用7nm+EUV制程工藝的芯片外,還是全球首款5G SoC芯片,即在一顆芯片中同時封裝了AP(應用處理器)和BP(基帶處理器)。目前,除麒麟990之外,業內其他幾家有能力提供5G基帶的廠商中,高通的一體SoC據稱將在今年年底商用,而聯發科的將在明年年初上市。

SoC是摩爾定律繼續往下走的產物。在麒麟990 5G發布之前,已發布的5G手機采用的都是外掛5G基帶。外掛基帶存在不同程度的體積大、分量重、發熱以及功耗高的問題,導致手機續航能力相比4G縮水不少。而將基帶內置到SoC中,不僅能夠節約主板空間,緩解發熱問題,還可以有效地降低功耗,提升續航。從封裝發展的角度來看,因電子產品在體積、處理速度或電性特性各方面的需求考量下,SoC 曾經被確立為未來電子產品設計的關鍵與發展方向。

半導體發展之路:遵循or超越摩爾定律。摩爾定律發展到現階段,行業內要繼續往前走,有兩條路徑:一是繼續按照摩爾定律往下發展,走這條路徑的產品有CPU、內存、邏輯器件等,這些產品占整個市場的約 50%。超越摩爾定律的方法更加務實。芯片發展從一味追求功耗下降及性能提升方面,轉向更加務實的滿足市場的需求的超越摩爾定律的More than Moore 路線。這方面的產品包括了模擬/RF 器件,無源器件電源管理器件等,大約占到了剩下的那 50%市場。


SiP 是實現超越摩爾定律的重要路徑。SoC與SiP封裝都是實現在芯片層面上實現小型化和微型化系統的產物。一般情況下, SoC 只集成 AP 之類的邏輯系統,而 SiP 集成了AP+mobileDDR,某種程度上說 SIP=SoC+DDR,隨著將來集成度越來越高, emmc也很有可能會集成到 SiP 中。隨著摩爾定律越來越接近尾聲, SoC生產成本越來越高,易遭遇技術障礙,從而使 SoC 的發展遇到瓶頸,進而 SiP 的發展越來越被業界重視。


SiP是智能手機RF前端重要的封裝技術。智能手機中的典型RF前端組件包括各種開關,濾波器,放大器和天線本身。全球領先的公司越來越多地選擇SiP技術來滿足市場需求,例如實現越來越多的頻段以及在更小的面積上開發電路,公司創建了高度集成的產品,優化了成本,尺寸和性能。

RF SiP成長空間相當大,未來以兩位數的速度增長。據Yole,2018年,RF前端模塊SiP市場(包括第一級和第二級)的總額為33億美元;五年后,即2023年,預計CAGR將達到11.3%,達53億美元。到2023年,用于蜂窩和連接的RF前端SiP市場將分別占SiP市場總量的82%和18%。


2023年RF SiP市場總量的28%。高端智能手機貢獻43%的RF前端模塊SiP組裝市場,其次是低端智能手機(35%) )和豪華智能手機(13%)。高通公司是5G RF解決方案的重要供應商,但它作為Fabless(無晶圓)公司,需要將所有SiP裝配外包,這為OSAT帶來了更多的商機。


關鍵字:5G  半導體 引用地址:5G將為半導體工藝、封裝帶來全新機遇

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