IFOC 2020 | MRSI Systems周利民：5G時(shí)代新型器件量產(chǎn)的創(chuàng)新解決方案

  ICC訊 9月7-8日，第19屆訊石光纖通訊市場(chǎng)暨技術(shù)專(zhuān)題研討會(huì)(IFOC 2020)在深圳大中華喜來(lái)登圓滿(mǎn)舉辦。在9月7日的“5G 接入與承載技術(shù)發(fā)展”專(zhuān)題上，演講嘉賓MRSI Systems戰(zhàn)略營(yíng)銷(xiāo)高級(jí)總監(jiān)周利民博士在會(huì)議上帶來(lái)《5G時(shí)代新型器件量產(chǎn)的創(chuàng)新解決方案》的精彩演講。周總講述新型器件的市場(chǎng)預(yù)測(cè)及新型器件在生產(chǎn)過(guò)程中面臨的挑戰(zhàn)，為嘉賓帶來(lái)MRSI提供的全自動(dòng)、高速、高精度、靈活多功能的貼片方案。

  5G時(shí)代的到來(lái)催生更多光電新型器件的應(yīng)用，根據(jù)行業(yè)機(jī)構(gòu)的光器件市場(chǎng)預(yù)測(cè)可以看到，光器件市場(chǎng)2020年有受疫情影響有所下滑，但中國(guó)市場(chǎng)并沒(méi)有下滑，最新預(yù)測(cè)顯示整體趨勢(shì)沒(méi)有變化，未來(lái)十年將高速增長(zhǎng)。在新型器件上，周總介紹了400G光模塊與800G光模塊的預(yù)測(cè)，400G從2019年開(kāi)始量產(chǎn)，預(yù)計(jì)至2025年將保持快速增長(zhǎng)。800G需求從2023年后保持快速增長(zhǎng)。

  5G時(shí)代，基站呈倍數(shù)增長(zhǎng)。由于氮化鎵的優(yōu)越性能，根據(jù)Yole的分析，5G時(shí)代在電信基站中應(yīng)用的氮化鎵的年復(fù)合增長(zhǎng)率是達(dá)到15%，。根據(jù)IMS2020的問(wèn)卷調(diào)查，多數(shù)人認(rèn)為氮化鎵會(huì)取代LDMOS在5G中的應(yīng)用。

  硅光器件的發(fā)展趨勢(shì)方面，根據(jù)Yole的分析，硅光器件的市場(chǎng)年復(fù)合增長(zhǎng)率在未來(lái)幾年超過(guò)40%，主要增長(zhǎng)為光模塊的部分。

  周總對(duì)市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)總結(jié)道：“光電器件朝著小型化、高集成、高帶寬、高速率的方向發(fā)展，十年前，芯片的貼片需求為10-15微米的精度;目前市場(chǎng)應(yīng)用需求在3-5微米，對(duì)應(yīng)100G/200G的量產(chǎn)需求;市場(chǎng)也需要1-3微米貼片精度，滿(mǎn)足400G量產(chǎn)需求。面對(duì)800G或以上速率的光模塊，硅光子集成是未來(lái)發(fā)展方向，市場(chǎng)需要亞微米的貼片精度?！?

  隨著創(chuàng)新器件的快速迭代，對(duì)貼片設(shè)備的精度及速度方面有了新的要求。器件商也向市場(chǎng)表達(dá)了成本壓力，希望貼片設(shè)備在滿(mǎn)足高精度前提下，能夠有更多的產(chǎn)出。周總介紹，目前亞微米精度貼片水平可以做到15秒貼一個(gè)芯片，2025年目標(biāo)是提升到10秒。

  5G時(shí)代新型器件由于成本的壓力，新型的低成本封裝形式興起。例如TO封裝，復(fù)雜的TO集成了不同的光電器件，需要多芯片多工藝的復(fù)雜封裝。射頻放大的器件的需求量更大，并采用新型的材料和工藝。光子集成希望可以做到光模塊低成本，從芯片到wafer的封裝低成本是必須的。2018年，錢(qián)博士在Laser Focus World發(fā)表文章表示，云時(shí)代產(chǎn)品的更新迭代更加快，光器件以每年25%的需求量在遞增，同樣光器件的功能成本以每年大于10%的速度遞減。這個(gè)趨勢(shì)仍在持續(xù)并將持續(xù)很長(zhǎng)一段時(shí)間。作為貼片方案提供商，MRSI面對(duì)新型器件的生產(chǎn)需求始終致力于開(kāi)發(fā)最佳的創(chuàng)新解決方案。

  面對(duì)新型器件封裝的挑戰(zhàn)，MRSI不斷推陳出新，2020年9月8號(hào)正式發(fā)布了新產(chǎn)品MRSI-S-HVM光子集成的解決方案。MRSI針對(duì)目前光器件的挑戰(zhàn)，提供穩(wěn)定性和可靠性高的貼片設(shè)備，提升精度，同時(shí)保證業(yè)內(nèi)最高的生產(chǎn)速度。針對(duì)不同的應(yīng)用提供多工藝的靈活性。這樣將給客戶(hù)帶來(lái)最高的投資回報(bào)率。

  在光通信行業(yè)，MRSI提供可大批量和高混合制造的解決方案，2017年發(fā)布MRS-HVM系列精度為3微米，2019年在訊石平臺(tái)發(fā)布了該系列產(chǎn)品精度提升至1.5微米。該設(shè)備貼片精度非常穩(wěn)定并不損失靈活性，貼片后的穩(wěn)定精度可以達(dá)到3微米，可以實(shí)現(xiàn)多芯片多工藝的生產(chǎn)。基于這個(gè)設(shè)備，周博士在7月發(fā)表的文章：《為現(xiàn)代光子制造提供最精確的靈活量產(chǎn)芯片貼片解決方案》對(duì)該設(shè)備的性能進(jìn)行總結(jié)，詳細(xì)解釋了它為什么可以實(shí)現(xiàn)這么<±3微米的精度。MRSI的設(shè)備性能不止于此，根據(jù)MRSI的測(cè)機(jī)精度顯示，在100PCS的玻璃片貼片測(cè)試中，1.5微米設(shè)備的精度在用玻璃片驗(yàn)機(jī)中可以達(dá)到0.5微米左右精度。在500個(gè)COC的生產(chǎn)數(shù)據(jù)顯示，精度可達(dá)到±2.2μm@3σ，而且角度控制為±0.4°@3σ，目前只有MRSI的設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)如此精確的芯片角度控制。對(duì)于高密度的設(shè)計(jì)，在一個(gè)基板上共晶多個(gè)芯片的應(yīng)用，例如多芯片的COC、COS，MRSI設(shè)備可以從上面進(jìn)行加熱，有熱頭的工藝，采用脈沖加熱方式，達(dá)到快速升溫，快速降溫的要求。

  在針對(duì)復(fù)雜TO的生產(chǎn)設(shè)備里面，MRSI-H-TO設(shè)備可以到達(dá)業(yè)界領(lǐng)先的1.5微米的精度。貼片后可達(dá)到5微米精度，這臺(tái)設(shè)備具備共晶與蘸膠的工藝，可實(shí)現(xiàn)各種角度的多芯片貼片。一臺(tái)設(shè)備集成多種功能可減少設(shè)備的定位，提高貼片的精度。

  5G射頻器件方面的需求成倍增長(zhǎng)，為滿(mǎn)足大批量生產(chǎn)需求，MRSI-H-LDMOS提供1.5微米與MRSI-705提供5微米兩種設(shè)備選擇，是市場(chǎng)上用于射頻微波器件封裝方面精度最高的設(shè)備，可以滿(mǎn)足高速量產(chǎn)需求。針對(duì)過(guò)去的LDMOS或者新型氮化鎵的封裝工藝，新型氮化鎵的共晶或納米銀膠工藝都可以支持，非常適用于量產(chǎn)。其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)是共晶期間氧含量控制得非常好，可保證高的貼片質(zhì)量。

  在大功率激光器封裝方面，MRSI-H-HPLD是專(zhuān)為這類(lèi)應(yīng)用設(shè)計(jì)的，在一臺(tái)設(shè)備上可以滿(mǎn)足各類(lèi)封裝形式的貼片需求，例如CoS, C-mount, Bar-on-Submount(BoS)的共晶貼片工藝均可在一臺(tái)設(shè)備完成。其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)是利用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的自平衡工具來(lái)保證大功率激光器貼片的共面性。

  最后，周總重點(diǎn)發(fā)布了MRSI-S-HVM針對(duì)硅光器件量產(chǎn)封裝的解決方案，該方案是基于市場(chǎng)應(yīng)用最廣泛的MRSI-HVM設(shè)備平臺(tái)開(kāi)發(fā)的，繼承了MRSI-HVM所有并行工藝的設(shè)計(jì)，可以在這一臺(tái)設(shè)備上選擇2個(gè)精度模式，實(shí)現(xiàn)不同精度的芯片封裝，可平衡貼片的精度與速度。以達(dá)到最大的設(shè)備利用率和設(shè)備的產(chǎn)出。其支持底部和頂部脈沖加熱模式，也支持激光加熱模式，該設(shè)備支持從6英寸III-V族晶圓上提取芯片貼裝到12英寸的硅基晶圓上，真正實(shí)現(xiàn)晶圓級(jí)的封裝。

  MRSI擁有35年以上的工業(yè)經(jīng)驗(yàn)，在貼片設(shè)備不斷推陳出新，緊跟器件發(fā)展趨勢(shì)，為行業(yè)提供可靠的貼片方案。在深圳演示中心，MRSI Systems配備了優(yōu)秀的售后服務(wù)團(tuán)隊(duì)，以快速響應(yīng)客戶(hù)需求。如需要在MRSI深圳演示中心參觀了解的MRSI Systems貼片解決方案請(qǐng)聯(lián)系：周利民 博士，MRSI SYSTEMS戰(zhàn)略營(yíng)銷(xiāo)高級(jí)總監(jiān) limin.zhou@mycronic.com。