蘋果這一“微操”，或將引爆高集成市場_風聞

來源：內容由半導體行業觀察（ID:icbank）原創，作者：暢秋，謝謝。

據DigiTimes報道，對於未來的iPhone、iPad和MacBook，蘋果計劃使用更小的內部組件，以增加設備電池的尺寸。因此，該公司將大幅提高IPD（集成無源器件）的採用。

蘋果的這一波操作，很可能會進一步加速IPD的普及。

IPD應運而生

電子產品的發展趨勢是輕、薄、短。半導體制程能力的提升，大大增加了相同體積內有源器件的數量，相應地，配套的無源器件數量也在大幅增加，這就需要更多的空間來放置這些無源器件。因此，整個封裝器件的體積勢必會增加，這與市場發展趨勢大相徑庭。從成本來看，總成本與無源器件的數量成正比。因此，在大量使用無源器件的情況下，如何降低其成本和空間，同時提高無源器件的性能，是最重要的課題之一。

作為減少電路製造過程中組裝步驟總數的一種方式，IPD這種形式越來越受歡迎，因為它降低了整體製造成本並解決了各種 SWaP 問題。

IPD由電阻器、電感器和電容器等無源元件組成，通常使用標準制造技術，例如薄膜晶片來實現低成本、減小尺寸的緊湊器件。集成的無源器件可以通過堆疊、封裝和裸片實現。IPD製造包括厚膜和薄膜技術，以及各種集成電路處理步驟或對它們的修改。IPD可作為標準組件或作為定製設計的器件提供。

近年來，IPD技術已經成為實現系統級封裝（SIP）的重要方式，可減少後者的尺寸和組裝成本，IPD 將不同的無源器件 (R、L、C) 組合在一個子元件中，通過表面貼裝器件 (SMD) 或倒裝芯片等標準技術組裝。另外，可將IPD技術引入PCB加工，通過IPD技術的集成優勢，可以彌合封裝技術與PCB技術之間不斷擴大的差距。

分類

按照不同的方法，IPD可以被劃分為很多種類型。

如按襯底材料，可分為硅和非硅；按產品類型，IPD可分為巴倫和耦合器、諧波濾波器和雙工器等；按應用類型，可分為ESD、EMI、RF-IPD、RFI濾波、LED照明和數據轉換器等。

下面重點看一下按材料劃分的市場情況。

硅基IPD利用硅襯底上的代工工藝，通過光刻技術蝕刻不同的圖形，形成不同的器件，從而實現各種無源器件，如電阻、電容、電感、濾波器、耦合器等的高密度集成。這種IPD技術可以為電子系統帶來以下好處：節省電路板空間；更好的電氣性能；更低的成本；更好的產品鏈供應和可靠性。

目前，先進的硅基IPD技術主要掌握在日本、歐美公司手中。全球領先的公司包括 ST、Qorvo、Broadcom、Murata、AVX、Skyworks、ON Semiconductor、Johanson Technology、Onchip Devices、Xpeedic。中國及其他地區的生產企業規模較小，技術研發相對薄弱。大多數公司沒有自己的核心技術，一般採用低成本營銷來獲得市場份額。

硅基IPD的主要銷售區域是亞太和北美，合計約佔全球市場份額的84%。得益於日本、中國和印度的快速增長，亞太市場在推動全球市場發展方面也發揮着重要作用。

硅基 IPD 的生命週期短，製造後難以修改。此外，這些IPD需要大規模集成和先進封裝，增加了整體製造成本。然而，市場參與者正在使用玻璃材料作為傳統硅材料的替代品的新型 IPD，這樣可以克服設計的複雜性。

預計基於玻璃的IPD市場將以8%的複合年增長率增長。基於玻璃的IPD具有高電阻率、低射頻耦合和高能效的特點。此外，玻璃基材料可提供必要的絕緣和更小的熱係數，可確保 IPD的平穩性能。

應用市場

IPD的獨特之處在於其增強的兼容性和成本效益，這使其能夠用於無線物聯網設備，IPD可在個人電腦和移動電話中實現噪聲抑制。它適用於各種電子產品，如智能手機、PDA、智能手錶等。IPD主要用於通信、汽車、航空航天和國防、醫療保健和生命科學。

耐用消費品中越來越多地採用 IPD，這極大地推動了市場需求。白色家電是 IPD 技術的最大應用市場。IPD在消費電子領域具有強大的滲透力，其中包括智能手機、平板電腦、便攜式媒體播放器、機頂盒等。對具有成本效益和緊湊尺寸的電子產品不斷增長的需求預計將推動其增長。新材料和先進集成技術的發展促進了組件的小型化，使系統更加可靠和緊湊。汽車信息娛樂系統的普及以及可穿戴行業中IPD用量的增加將積極推動其全球市場增長。

不過，與分立元件相比，IPD 成本更高等因素將在一定程度上限制其需求。由於該市場的主要參與者正在努力將 IPD 的成本降至最低，因此從長遠來看，這種影響估計很小。此外，缺乏開發先進 IPS 的技術人員、發展基礎設施和嚴格的政府規則是阻礙全球IPD市場增長的潛在限制。

市場規模及前景

根據市場研究公司Global Market Insights的統計，IPD市場的增長將受到多種相關因素影響，例如降低互連複雜性、提高性能、減少封裝尺寸、提高組件容差和輸出，以及更好的靈活性。這些先進的特性將提高IPD在眾多智能消費類可穿戴設備、物聯網和人工智能設備，以及汽車信息娛樂和導航系統中的採用率。

據統計，到 2026 年，全球IPD市場估計將超過 20 億美元。

IPD系統的整合有助於汽車和消費電子設備製造商最大限度地降低總成本並獲得小尺寸封裝。

政府為發展汽車工業進行的大量投資將促進 IPD在汽車零部件中的廣泛採用。根據歐盟委員會的規定，專門從事汽車金屬零部件開發和製造的西班牙跨國公司海斯坦普將獲得歐洲投資銀行 (EIB) 2 億歐元的貸款，以提升其生產研發能力。類似的投資將為汽車零部件和技術開發商提供更多機會。而IPD技術和產品正符合這種趨勢。

2019年，汽車應用佔IPD市場份額的17%，預計未來幾年的複合年增長率將超過 8%，這是由於汽車電子產品中出於無線通信目的而大量使用IPD。由於IPD具有很好的成本效益，使其在數字速度計、智能前燈和電子控制單元等汽車電子應用中需求量很大。

目前，有越來越多的設備配備雙工器，而帶有濾波器和雙工器的IPD可用於頻帶和阻抗匹配的集總元件電路。雙工器主要用於 GPS、天線、2G、3G 和 LTE 等蜂窩基礎設施、汽車遠程信息處理、物聯網應用和無線基站的前端模塊。

該器件具有穩定可靠的温度性能、高性能和低插入損耗。2019 年，雙工器細分市場佔有IPD市場約15%的份額，預計未來將進一步上升，這歸功於 5G 通信系統和電信行業越來越多地採用這些設備。

另外，ESD/EMI市場需求在不斷增長，在該領域，IPD技術有助於改善信號接收和阻止傳輸損耗，這使得它們在手機應用中非常受歡迎。

從目前情況來看，5G將是IPD最具發展潛力的應用市場，特別是5G射頻前端，前景廣闊。而新材料的發展，如玻璃基板，為IPD在5G射頻前端的應用開闢出了新路。

玻璃基板正在成為實現毫米波技術的理想候選者。這主要是因為其損耗低，尺寸穩定性好，形成細間距通孔的能力、對温度和濕度的穩定性、與器件匹配的熱膨脹係數 (CTE) 以及大面積低成本面板的可用性。無源元件，例如濾波器、功率分配器、天線陣列和雙工器，可以受益於玻璃基板和精密重分佈層 (RDL) 的上述優勢，從而實現小型化。這些組件可以設計和製造以實現小於對應於工作頻率的自由空間波長兩倍的尺寸，並且可以作為IPD集成在諸如射頻前端模塊之類的封裝中。

競爭企業

目前，擅長IPD技術，且有穩定、成熟產品的企業主要包括：3D GLASS，3DIS TECHNOLOGIES，GLOBAL COMMUNICATION SEMICONDUCTORS，英飛凌，Johanson Technology，KOA SPEER ELECTRONICS，M/A-COM，安森美，Onchip Devices，Qorvo，STATS CHIPPAC PTE，意法半導體，Skyworks，Broadcom，TDK，Murata，VIKING TECHNOLOGES，WAVENICS，Xpeedic等。

結語

IPD的自身特點與當下市場對各種設備和模塊高集成度的需求不謀而合，市場前景廣闊，再加上蘋果這樣的大企業助推，必定能使IPD的應用更上一層樓，同時帶動產業鏈各環節協同發展。如果蘋果大幅提高新iPhone和其它iOS產品對IPD的採用，將為製造夥伴台積電和Amkor提供更多商業機會。據悉，蘋果已經請求台積電的第六代工藝為新iPhone和iPad大規模生產IPD。