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從無線通訊看系統構裝產業趨勢
   
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  作者:資通訊產業聯盟 發表於2011/5/3 下午 03:31:31
 
從無線通訊看系統構裝產業趨勢
資通訊產業聯盟

一、 前言:

 新世代終端產品趨勢是:集通訊/資訊/多媒體於一機。一隻手機除了語音通訊功能外,還要傳簡訊、收發email、還要視訊通話或會議;閒暇時還要下載音樂、聽收音機或看電影,未來還要有數位電視的功能;不僅如此,外出還需要導航系統,休閒生活時,賞鳥還需要鳥圖鑑、甚至鳥叫聲錄音下載的有聲電子書以及高解析度的數位像機,未來的新手機讓我們幾乎無法想像其功能要多到什麼地步,才能滿足我們人類的需求。新世代多功能通訊系統聽起來這麼誘人,然而要在有限的機殼內裝置如此多功能的通訊系統,終端系統內的構裝即成為最大的挑戰,多功能通訊系統模組化、薄型化的構裝更成為時下構裝技術主要的議題。

二、手機薄型化趨勢構裝空間的限制:

 本計畫在2008年第四季調查國內智慧手機產品,顯示一般智慧手機的總厚度要求已經到達必須要小於15mm的規格,而國際大廠的智慧手機當時(2008/Q4)已出現12mm之薄度。
從手機結構分析,如扣除外殼、面板、電池、SIM卡隔層,主機板上承載含軟板零組件總高度必需小於 1.06~1.5mm,且逐年降低,因此模組/元件厚度已經到了錙銖必較的地步了。
而要解決在一狹小空間內滿足如此多功能的無線終端產品,SiP(System in Package)構裝即扮演最關鍵的角色,也是通訊系統廠與構裝廠整合發展的重點方向。

三、 產業結構因產品型態改變:

 因應下游需求與產品型態改變,次系統以SiP方式供應將成主流。次系統指的是可以依附在主系統(例如手機,無線PDA,筆記型電腦-Notebook/Netbook PC)內的系統產品(例如GPS, Buletooth, WiFi, TV, Radio等),而這種次系統產品過去也單獨是一個無線終端產品(例如PND-Personal Navigation Device,Bluetooth 耳機,WiFi AP或附插卡,手持式電視,隨身收音機等 ),此外還有一個更有趣的產品,那就是數位相機,它的角色可以當主系統將藍芽或WiFi納入它的系統,而它本身也可以當作電腦或手機之附加產品。

 長久以來,國內以資訊或多媒體為主的電子產業結構中,零組件與系統商(下游客戶)的供需關係是直接面對面的。無線通訊的興起促使零組件面對下游客戶的方式有許多顛覆傳統的變革:

1.零組件所供應的下游對象,其本身的角色從終端產品轉變成為中間次系統產品。

2.次系統供應商角色從原有的終端產品型態轉變成次系統型態產品後,在手機產業供應鏈的結構中,從上游承接零組件商的供應,面對下游是手機或新世代可攜式系統的製造商。

3.為了附屬在主系統中,次系統產品被要求從插卡式結構縮小至模組結構,使得次系統商原本在插卡市場有縮小的危機,但是看到如果能成功轉成中間產品的供應,卻又是另一個大轉機。

4.次系統供應的對象從資訊產品增加到通訊產品,次系統產品本身除了上述的產品體積要縮小外,還要面臨頻率增加的挑戰。

5.而下游的資訊終端產品從單純資訊功能變成兼具通訊的應用,產品本身的外觀體積縮小,零組件或次系統產品必須隨之縮小、甚至因應不同頻段的次系統還必須模組化,而不同頻率放在同一機殼中,除了工程不同外也還須預防互相干擾的煩惱。

6.零組件供應的頻率必須改變,加上體積縮小,衍生雜訊的問題,產品以系統構裝(SiP)方式呈現是目前可以接受的方式之一。

四、 次系統產品的整合趨勢與商機:

 為因應通訊系統產品型態的改變,薄型、縮小化構裝整合的趨勢遂因此產生,並且估計將有龐大商機。根據Digitime 名人講堂-訪問海華科技李聰結總經理在2007年8月7日的文章談到:『如果PC 一年市場銷售規模為2.2~2.3億台,手機一年市場銷售規模為~10億台;而WLAN 內建模組應用包括:手機,數位相機,遊戲機,MP3等IP Base以及未來家電產品。…』那麼如同表一所整理,龐大商機來自於SiP 應用在智慧手機將會比應用在 NBPC規模大過數倍,衍生應用甚至可能超過10倍。

再從資策會與工研院IEK的市場報導,未來通訊系統構裝產品趨勢與需求:

1.行動資/通訊概念產品出現,對附加WiMAX功能需求增加。

2.智慧手機具多功能化,具WiFi複合通訊功能之薄型構裝需求升高。

 從這兩項主要的市場需求我們也可以明顯感受到內建模組(SiP)的商機,並從全球的WiMAX CPE產值與Mobil TV Sip 應用於PND的市場規模數據可以做為參考。

 因此,我們可以追蹤到歷年來國內系統構裝相關產品,為了下游系統的需要,尋求系統薄型化在構裝技術的解決方案,又如所示:

(1)2006年以前已經可以看到以802.11a/b/g為主要應用的插卡產品已經非常普遍。

(2)2007年開始有WiFi加BT的組合產品。

(3)2008年以後組合產品內容逐漸增加,甚至新系統如WiMAX或是行動電視系統亦取得展現機會。

五、 次系統供應商與構裝廠上下游的整併趨勢

次系統供應商與構裝廠上下游的整併趨勢描述:

(1)在晶片供應商方面,聯發科早在2006年底併購了絡達;宏暘科技是旺宏電子旗下的IC設計的子公司;詠發科技也就是聯陽科技,更是聯電集團持股的其中一家公司。

(2)在基板方面,欣興也是聯電的轉投資廠,而亞太優勢目前最大的股東是欣興電子/聯華集團。前者的基板產品是供應IC用基板,後者是微機電用矽晶片基板,兩者都是為掌握基板的供應,從晶圓代工延伸至下游的併購;而景碩更屬於華碩集團的版圖,這個例子卻是由下游系統組裝為了掌握基板的供應向上延伸的;欣興與景碩皆已供應系統模組或系統構裝產品並且已上市。

(3)在元件供應方面,亞太優勢最早是以微機電製程供應元件產品,隨著技術的演進,漸漸有模組產品,夾著具有薄膜與半導體製程技術的優勢可以往高頻系統模組基板與構裝供應去發展;璟德以LTCC基板供應以及功能模組起家,過去專注在高頻元件的發展,目前則專攻無線通訊高頻整合元件與模組,對該公司而言,往系統構裝發展是未來必走之路。美磊也是被動元件供應商,隨著系統構裝的需要,也在正文科技的加入而往構裝基板與技術發展。

(4)在模組構裝製程與測試方面,原本在這項技術當家的供應商規模如環電、國碁、家程等,因為系統構裝產品市場需求趨勢的增加,引發上下游供應商的購併:例如以IC構裝立足的日月光與環電的結合,以組裝主機板為主的鴻海與國碁的結盟,以及以發展網通系統為主的正文與家程的結合,都是近年來市場較受矚目的新聞。

(5)然而,系統商早就看到這塊市場大餅了:鴻海併購建漢、仁寶轉投資智易科技、華碩轉投資的海華、廣達轉投資的達威等,再再都顯現系統加構裝的動作已經發展到位了。

六、 構裝空間限制下解決瓶頸的關鍵技術:

在通訊系統構裝的領域,以滿足多功能並解決構裝空間問題是關鍵技術,因此關鍵技術便包括:

1.元件內埋 (Embedded)-將元件內埋或嵌入在PC板或陶瓷基板層中。

2.堆疊(Stack)-以晶片堆疊或疊層的方式架構在晶片載板上。

3.Package on Package-PoP封裝的主要作用是在底層(基礎)封裝中整合高密度的數位或混合訊號邏輯元件,在頂層(堆疊的)封裝中整合高密度或組合記憶體。

 薄型化內埋技術發展趨勢如早期以低溫陶瓷製程(LTCC)為代表,雖然充分發揮元件內埋的機制,然而基於成本的考量,工程師想辦法將內埋用的基板材料轉成有機基板(也就是一般看到的PCB材料),可是到目前為止實用性才正在萌芽、接近成長階段;隨著對下游系統縮小化與薄型化的需求殷切,科學家們又嘗試在矽晶片上以薄膜製程方式將被動元件鍍在晶片上,除了可以滿足元件內埋化之外,也可以達成薄型化的要求。

七、從產業趨勢看國內產業的發展與機會:
 目前國內在通訊系統構裝的產業結構中具備了晶片供應的能力、傳統厚膜構裝及部分新材料的基板供應與製程技術、系統模組設計能力、構裝的設計與製程技術等。

但是在發展通訊系統構裝的未來,個人對於國內產業發展的瓶頸有以下的觀察: 

(1)新系統如WiMAX ,其晶片雖已具雛形,但產業鏈於系統構裝產品的發展還有待整合。

(2) WiFi (+ BT+ FM Radio) or (+ BT+ GPS)等Combo系統持續加溫,但應用於手機,被要求更薄型化的構裝,面臨厚度更薄的挑戰:厚度在1.2mm甚至<1.0mm的規格,因此我們不能完全侷限在過去慣用的材料或技術領域,而必須有所突破。

(3)行動TV晶片已產品化,但SiP 化產品還有待整合。當然在下游市場的帶動下才會有更多的機會,然而對國內市場而言,還須努力創造機會。

 整體而言,在通訊次系統構裝市場強勁需求下,若能以科專累積之能量,整合通訊/構裝/材料產業,未來還是有很多機會帶動國內多元、薄型之通訊系統構裝產品的市場開發。

 

 
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