为什么IPD突然引起大家的关注?
在射频前端市场,IPD的需求增长迅猛。从2019到2021,CAGR是276%。
IPD?
这是什么鬼?不明飞行物?暗器?
在手机射频前端中,使用IPD的历史,其实非常久远。早期的一些GSM放大器中,已经在使用这类器件。简单来说,这是一种集成的无源器件,使用起来类似一个简单的电感电容,提供标准的库文件,供模组设计者使用。功能是多个无源器件的整合。
让我们一起来认识IPD(Integrated Passive Device)。以下为来自ST的描述。
ST的IPD工艺能够将高质量的无源元件(电阻器、电感器、电容器)集成在玻璃砂高电阻率硅衬底上,并采用各种设计配置。可用的IP包括巴伦、射频耦合器、合路器、滤波器、双工器、三元组和阻抗匹配。今天的标准产品包括巴伦,射频耦合器,滤波器和双工器。
IPD技术能够覆盖168MHz及以上频率范围内的所有射频应用,如亚千兆、WLAN、蓝牙、ZigBee、WiMax、UWB、UMTS、LTE等。这种技术的主要优点是具有竞争力的成本结构、较小的外形尺寸和降低的功率损耗。
ST的IPD产品兼容不同的组装模式,包括CSP、微泵和引线键合,可以安装在主PWB上,也可以安装在一个完整的射频模块内。
分离元器件和IPD的比较,source: On Semi
从wafer到IPD,source: On Semi
下面的一个应用实例来自于JCET。
包含CMOS功率放大器芯片的eWLB模块示例(位于右侧)和IPD芯片(左侧)。IPD芯片用于匹配和检测过滤功能。CMOS芯片与pc机的互连IPD芯片由RDL通过eWLB工艺制作而成。
由于5G的全面普及,在sub-6G中, N77/78/79滤波器在驱动着这类IPD产品的需求。LTCC陶瓷也能实现相同的功能。
N77/78 UHB PAMiF,以上信息来自https://www.qorvo.com/products/p/QM78207
以下是一个设计实例。
Compact 5G n77 Band Pass Filter with Through Silicon Via (TSV) IPD Technology
提出了一种采用硅通孔(TSV)集成无源器件(IPD)工艺制作的小型5gn77带通滤波器(BPF)。插入损耗≤2.2 dB,在2.7GHz、5.18GHz和ISM波段衰减≥30dB,在标准1608基线设计和TSV附加中实现。所提出的设计提供了>20dB的宽带衰减,高达10GHz,封装变化小,并增加了TSV工艺引入的热通孔。因此,这种采用TSV设计的硅IPD可以支持5G滤波器的低成本、紧凑尺寸、高精度和高功耗要求。通过在片测量验证了模型的相关性。
https://www.semanticscholar.org/paper/Compact-5G-n77-Band-Pass-Filter-with-Through-Via-Shin-Arendell/8f0924a6fdf5f571de15c91bc2d71042b6cab2c9
总之, 新的UHB频段的导入和集成化的趋势,驱动了IPD的大量运用。
本文是连载文章的第十三期。
探讨5G对于手机射频前端的影响,打通从技术到市场的任督二脉。
章节索引:
射频前端:中国手机公司花了多少钱?
射频前端:中国手机公司花钱买了什么?
射频前端:鱼龙混杂,谁在吃肉,谁在喝汤?
射频前端:七种武器系列
- 倚天神剑
- 小李飞刀
- 屠龙宝刀
- 唐门暗器
- 九阴真经
- 武穆遗书
- 终局之战
射频前端:归去来(终)