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戰略營(yíng)銷(xiāo)高級總監周利民博士在會(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)預測及新型器件在生產(chǎn)過(guò)程中面臨的挑戰，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用，根據行業(yè)機構的光器件市場(chǎng)預測可以看到，光器件市場(chǎng)2020年有受疫情影響有所下滑，但中國市場(chǎng)并沒(méi)有下滑，最新預測顯示整體趨勢沒(méi)有變化，未來(lái)十年將高速增長(cháng)。在新型器件上，周總介紹了400G光模塊與800G光模塊的預測，400G從2019年開(kāi)始量產(chǎn)，預計至2025年將保持快速增長(cháng)。800G需求從2023年后保持快速增長(cháng)。

  5G時(shí)代，基站呈倍數增長(cháng)。由于氮化鎵的優(yōu)越性能，根據Yole的分析，5G時(shí)代在電信基站中應用的氮化鎵的年復合增長(cháng)率是達到15%，。根據IMS2020的問(wèn)卷調查，多數人認為氮化鎵會(huì )取代LDMOS在5G中的應用。

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

  周總對市場(chǎng)發(fā)展趨勢總結道：“光電器件朝著(zhù)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)應用需求在3-5微米，對應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(zhù)創(chuàng )新器件的快速迭代，對貼片設備的精度及速度方面有了新的要求。器件商也向市場(chǎng)表達了成本壓力，希望貼片設備在滿(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，復雜的TO集成了不同的光電器件，需要多芯片多工藝的復雜封裝。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)趨勢仍在持續并將持續很長(cháng)一段時(shí)間。作為貼片方案提供商，MRSI面對新型器件的生產(chǎn)需求始終致力于開(kāi)發(fā)最佳的創(chuàng )新解決方案。

  面對新型器件封裝的挑戰，MRSI不斷推陳出新，2020年9月8號正式發(fā)布了新產(chǎn)品MRSI-S-HVM光子集成的解決方案。MRSI針對目前光器件的挑戰，提供穩定性和可靠性高的貼片設備，提升精度，同時(shí)保證業(yè)內最高的生產(chǎn)速度。針對不同的應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年在訊石平臺發(fā)布了該系列產(chǎn)品精度提升至1.5微米。該設備貼片精度非常穩定并不損失靈活性，貼片后的穩定精度可以達到3微米，可以實(shí)現多芯片多工藝的生產(chǎn)?；谶@個(gè)設備，周博士在7月發(fā)表的文章：《為現代光子制造提供最精確的靈活量產(chǎn)芯片貼片解決方案》對該設備的性能進(jìn)行總結，詳細解釋了它為什么可以實(shí)現這么<±3微米的精度。MRSI的設備性能不止于此，根據MRSI的測機精度顯示，在100PCS的玻璃片貼片測試中，1.5微米設備的精度在用玻璃片驗機中可以達到0.5微米左右精度。在500個(gè)COC的生產(chǎn)數據顯示，精度可達到±2.2μm@3σ，而且角度控制為±0.4°@3σ，目前只有MRSI的設備可以實(shí)現如此精確的芯片角度控制。對于高密度的設計，在一個(gè)基板上共晶多個(gè)芯片的應用，例如多芯片的COC、COS，MRSI設備可以從上面進(jìn)行加熱，有熱頭的工藝，采用脈沖加熱方式，達到快速升溫，快速降溫的要求。

  在針對復雜TO的生產(chǎn)設備里面，MRSI-H-TO設備可以到達業(yè)界領(lǐng)先的1.5微米的精度。貼片后可達到5微米精度，這臺設備具備共晶與蘸膠的工藝，可實(shí)現各種角度的多芯片貼片。一臺設備集成多種功能可減少設備的定位，提高貼片的精度。

  5G射頻器件方面的需求成倍增長(cháng)，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備，可以滿(mǎn)足高速量產(chǎn)需求。針對過(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)。其獨特優(yōu)勢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)應用設計的，在一臺設備上可以滿(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設備完成。其獨有的優(yōu)勢是利用專(zhuān)門(mén)設計的自平衡工具來(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針對硅光器件量產(chǎn)封裝的解決方案，該方案是基于市場(chǎng)應用最廣泛的MRSI-HVM設備平臺開(kāi)發(fā)的，繼承了MRSI-HVM所有并行工藝的設計，可以在這一臺設備上選擇2個(gè)精度模式，實(shí)現不同精度的芯片封裝，可平衡貼片的精度與速度。以達到最大的設備利用率和設備的產(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)現晶圓級的封裝。

  MRSI擁有35年以上的工業(yè)經(jīng)驗，在貼片設備不斷推陳出新，緊跟器件發(fā)展趨勢，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)團隊，以快速響應客戶(hù)需求。如需要在MRSI深圳演示中心參觀(guān)了解的MRSI Systems貼片解決方案請聯(lián)系：周利民 博士，MRSI SYSTEMS戰略營(yíng)銷(xiāo)高級總監 limin.zhou@mycronic.com。