隨著5G技術的高速發展，5G應用從移動通信向自動駕駛、VR/AR等多行業領域延伸，5G頻段不斷增加，給射頻前端帶來新的產業增長需求。5G射頻前端中，濾波器占據了市場的最大份額。手機中濾波器的數量呈現倍數的增加，每部5G手機中濾波器數量至少50只以上。面對5G需求數量的增加，濾波器發展趨勢向小型化、集成化、高頻帶寬，技術難度不斷增大。

據Yole Dveloppement (Yole)機構預測，從2017年到2023年，濾波器市場將從80億美元增長至225億美元，年復合增長率達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占據幾乎全球超過95%以上份額，國產化需求迫切。面對國內有海量市場而國產率很低的窘境，打破國外技術封鎖與市場壁壘，加快濾波器國產化的進程刻不容緩。云天半導體團隊經多年研發，結合先進封裝技術經驗，為濾波器封裝提供多種的方案支持。

圖一：2017-2023年5G射頻前端模塊的市場規模發展趨勢（來源：Yole）

云天半導體濾波器封裝技術，包含晶圓級三維封裝（WLP）、晶圓級扇出集成（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。

晶圓級三維封裝（WLP）：針對濾波器頻段特點，開發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芯片上的工作區域保護起來，在焊盤上介質開孔內填充金屬，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，實現高效率低成本。目前云天的WLP雙干膜技術已具備量產能力，產能超過8000片/月。另外，云天的玻璃蓋板技術方案能使中高頻段濾波器在性能上表現更為優越，玻璃蓋板基于云天特色的TGV技術，解決了雙干膜方案出現的頻偏及空腔尺寸問題，無需考慮空腔塌陷，使得芯片功能區設計更加自由，工藝流程簡單，封裝安全可靠，經過云天團隊多年的研發驗證，已通過可靠性測試。

圖二：SAW玻璃蓋板方案封裝芯片

云天晶圓級扇出集成（Fan-out）可提供兩種方案：一是采用EMC材料，實現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，云天開發了埋入玻璃基板扇出型封裝技術eGFO（embedded Glass Fan-out）。eGFO使用玻璃基板為載體，將芯片埋入到TGV開出的槽體內而后做扇出封裝。eGFO技術具有如下優點：1)空腔易于制作，可以實現多芯片系統集成SiP，易于實現芯片異質集成；2)滿足超薄、超小芯片封裝要求和細節距焊盤芯片集成； 3)工藝簡單，無需基板； 4)可集成天線，實現高密度三維集成。

圖片三：Molding扇出集成芯片及SEM

基于玻璃襯底IPD集成是通過半導體工藝將電阻、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技術小型化、高性能和低價格的有效路徑之一。在國際上，IPD技術成為各大公司射頻器件的核心技術。云天半導體采用玻璃襯底和射頻電路設計相結合，突破了原來的硅基射頻器件思路，率先開發了基于玻璃基板的IPD集成技術（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，具有低成本，高性能，易于三維集成等突出優點。云天具備為客戶提供IPD產品仿真和批量工藝制造服務能力。

圖四：基于玻璃襯底IPD 3D集成示意圖

云天半導體簡介：

廈門云天半導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集成，主營業務主要包含濾波器晶圓級三維封裝，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。云天可以為客戶提供從產品協同設計、工藝研發到批量生產的全流程解決方案。云天總部位于廈門海滄區，一期工廠建筑面積4500平米，具備8000片/月的4寸、6寸WLP產能，現已投入量產；二期35000平米廠房預計2022年Q2投入使用，屆時公司將具備從4寸、6寸到8寸、12寸全系列晶圓級封裝能力。公司愿景為面向5G的領先晶圓級系統集成創新企業。公司信奉“創新、卓越、合作、奮斗”的精神，致力于為客戶及合作伙伴提供優質服務。