Некоторые тенденции развития тонкопленочных IPD

Некоторые тенденции развития тонкопленочных IPD

Выпуск 4(6728) от 25 февраля 2021 г.
РУБРИКА: ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Тонкопленочные интегрированные пассивные компоненты (IPD) уже стали движущими факторами развития рынка в нескольких категориях пассивных компонентов. Так, устойчивый рост демонстрируют заказные радиочастотные IPD, используемые в радиомодулях, особенно для будущих приложений 5G.

Ожидается, что в 2019–2025 гг. среднегодовой темп роста в сложных процентах (CAGR) рынка IPD составит 8,2%, а объем продаж в 2025 г. превысит 360 млн долл. Другой крупный рынок IPD – ​приобретаемые в готовом виде на коммерческом рынке изделия (commercial off-the-shelf, COTS). Объем продаж в 2025 г. здесь составит 195 млн долл., а CAGR за 2019–2025 гг. – 3,2% (рис. 1). В этом контексте некоторые инновационные компании разрабатывают новые решения для поддержки роста продаж IPD и обеспечения возможностей 5G. В числе таких компаний – ​Xpeedic, один из ведущих поставщиков IPD входных каскадов радиомодулей.



Источник: Yole Développement

Рисунок 1. Структура рынка тонкопленочных интегрированных пассивных компонентов (IPD) в 2019 и 2025 гг. – фактические данные и прогноз


Своей целью Xpeedic считает ускорение проектирования ИС, корпусов и систем с помощью фирменного инструментального средства САПР. При этом компания не только предлагает свою САПР для проектирования входных каскадов радиомодулей (RFFE), но и напрямую поставляет IPD-фильтры заказчикам, специализирующимся на RFFE.

Создание САПР Xpeedic для проектирования IPD началось с разработки решателя электромагнитного поля IRIS для внутрикристальных пассивных компонентов и межсоединений. Поскольку IRIS был сертифицирован несколькими производителями IPD, специалисты Xpeedic создали специальную платформу для проектирования IPD, добавив в нее средство генерации модели наборов средств проектирования процессов (process design kit, PDK) и инструмент синтеза iModeler, средства оптимизации схемного уровня, анализа выхода годных, анализа планирования под эксперимент DoE и сов-местного моделирования пакетов. Благодаря этому можно быстро проектировать IPD – ​от разработки спецификаций до серийного производства.

Данная САПР предназначена для поставщиков услуг кремниевых заводов. Отличительная особенность – ​способность создавать конструкции «с первого захода», что критически важно для производителей мобильных телефонов из-за жестких рамок цикла проектирования.

Основные преимущества IPD-фильтров фирмы Xpeedic на основе кремния с высоким удельным сопротивлением (high-resistivity silicon, HRSi) для диапазонов 5G заключаются в компактности, низком профиле и простоте корпусирования по сравнению с низкотемпературной керамикой (low temperature co-fired ceramics, LTCC) и приборами для поверхностного монтажа (surface mount device, SMD) для диапазона 5G (рис. 2).



Источник: Xpeedic

Рисунок 2. Преимущества IPD по сравнению с устройствами для поверхностного монтажа


Адекватное инструментальное САПР и тесное партнерство с поставщиками услуг кремниевого завода позволяют сократить время разработки и потенциальные затраты на схемы со сконцентрированными элементами на основе IPD. Ключевым моментом здесь является наличие проверенного на практике имитатора электромагнитного поля излучения, который может не только генерировать точные модели PDK для целей оптимизации схематического уровня, но и моделировать весь фильтр, включая даже корпус.

Фирма Xpeedic хорошо интегрирована в китайскую экосистему (рис. 3). Здесь наблюдается тенденция к росту использования IPD, в том числе производителями приборов и систем 5G, и способность Xpeedic быстро проектировать и поставлять IPD-фильтры фирмам-производителям входных каскадов радиомодулей позволила ей создать несколько «победных конструкций». Геополитическая напряженность между США и Китаем еще больше ускоряет процесс внедрения IPD фирмы Xpeedic в экосистему КНР, при этом внутренняя цепочка поставок является частью данного уравнения.



Источник: Xpeedic

Рисунок 3. Место IPD платформы фирмы Xpeedic в китайской экосистеме


Помимо прочего надо отметить, что китайская экосистема очень динамична и разнообразна. В отличие от западной экосистемы и экосистемы Юго-Восточной Азии, где крупные компании, такие как Skyworks, Qorvo и Murata, имеют полную цепочку поставок и возможность проектирования фильтров для производства своих собственных входных каскадов радиомодулей, китайская экосистема сегментирована на множество относительно небольших, но быстрорастущих игроков, для которых сотрудничество с компаниями, подобными Xpeedic, необходимо для удовлетворения своих потребностей в фильтрах.


 Ling Feng. IPD Platforms – ​A New Approach to Passives in RF Front-End Modules – ​An interview with Xpeedic. i-Micronews, January 21, 2021: https:/www.i-micronews.com/ipd-platforms-a-new-approach-to-passives-in-rf-front-end-modules-an-interview-with-xpeedic/


ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ