空枝|毫米波AiP大不易 苹果全程监督 日月光量测进度领先群雄


空枝|毫米波AiP大不易 苹果全程监督 日月光量测进度领先群雄
2020年开局以来 , 全球总体经济纷扰因素不断 。 先有COVID-19突如其来 , 改变了人类的社会行为与生活模式 , 疫情后续发展不确定性仍高 。 其次 , 中美贸易战并未降温 , 美国大动作加重制裁华为 , 全力封锁华为旗下海思半导体活路 , 重点就在于争抢5G系统话语权 , 关键半导体制造设备、EDA软件等几乎皆掌握在美方手中 。
尽管如此 , 5G商转带来的手机换机潮、基础建设 , 以及整体产业革命商机仍不会停止 。 已经是全球半导体产业景气风向球的台积电 , 预期今年整体手机出货量可能衰退10% , 但却有“质”的改变 , 也就是5G手机的渗透率可望优于预期 , 重返2019年底乐观预估的接近20%水平 。
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这对于在先进制程有绝对领先优势的台积电来说 , 无疑是一大契机 。 华为海思联盟的暂时松动 , 使得台系IC设计龙头联发科趁势加码巩固晶圆代工、封装测试产能 , 一举抢食5G FR1(sub-6GHz)主战场市占率 , 特别是以FR1为主的中国市场 。 再者美国市场将是5G FR2(毫米波 , mmWave)最大应用市场 , 下半年苹果新款iPhone12(暂称) , 则是5G毫米波手机能否站稳脚步的关键 。
毫米波AiP封装、OTA、量测步步关键
半导体业者比喻 , 若以一般手机使用者的实际感受举例 , sub-6GHz 5G的连网速度约与现行室内连接Wi-Fi相仿 , 以半导体如手机应用处理器(AP)、射频(RF)芯片、天线等设计来看 , 支援sub-6GHz的技术难度其实不算高 , 也因此业界多认为算是“4.5G” 。 FR1频段的最大优势就是芯片商、相关手机系统业者等进入速度快 , 更有机会推出高性价比产品 , 更重要的是 , 基础建设布建的成本也相对较低 。
5G FR2频段(20~60GHz甚至以上)的毫米波技术被视为是真正能够实现“高传输”、“低延迟”、“大频宽”等特性的“真5G” , 因高频毫米波讯号非常微弱 , 如何避免干扰与讯号耗损成为关键 。 相较于4G或是sub-6GHz , 5G毫米波基地台的布建必须是铺天盖地 , 基地台的密集度将会比4G时代高出4~16倍 。
毫米波天线技术需要采大规模多重输入多重输出、波束成形等技术 。 在半导体、RF芯片领域 , 除了需要采用系统级封装(SiP)技术为基础的整合天线封装(AiP) , 进一步整合成天线模块外 , 因毫米波高频特性 , 无法采用传统cable连接方式测试 , 需采用OTA量测 , 这更是封测、检测、测试界面业者一大挑战 。
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日月光AiP技术领先 苹果背后全程监督
在AiP封测领域 , 全球专业委外封测代工龙头日月光投控 , 可说是在基板(Substrate)技术为主的覆晶天线封装(FC-AiP)与测试、量测最领先业者 。 业者透露 , 目前全球主力芯片商当中 , 美系IC设计龙头高通跑的最快 , 但苹果设计能力已经足以与高通抗衡 , 双方“床头吵、床尾和” , 但苹果尚未调整完自家调制解调器芯片战力 , RF领域仍要仰赖高通 。
2020年下半推出的iPhone 12有部分机种搭载5G毫米波技术 , 苹果酝酿已久的自行设计AiP模块浮上台面 , 具有成本竞争力的FC-AiP成为拿下封装订单的最主要制程 , 其中 , 日月光投控扮演要角 。
事实上 , 自主设计天线模块的苹果主导权非常高 , 对于基板采购、封装制程频频下指导棋 , 封测厂则专心扮演好专业代工角色 。 由DIGITIMES最先独家揭露 , 日月光于2018年左右砸下重金于高雄厂区投资设置的两座毫米波OTA量测微波暗室 , 正是为了美系两家大厂AiP模块封测而来 。