本文來(lái)源：半導(dǎo)體行業(yè)觀察

據(jù)DigiTimes報(bào)道，對(duì)于未來(lái)的iPhone、iPad和MacBook，蘋(píng)果計(jì)劃使用更小的內(nèi)部組件，以增加設(shè)備電池的尺寸。因此，該公司將大幅提高IPD（集成無(wú)源器件）的采用。

蘋(píng)果的這一波操作，很可能會(huì)進(jìn)一步加速I(mǎi)PD的普及。

IPD應(yīng)運(yùn)而生

電子產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)是輕、薄、短。半導(dǎo)體制程能力的提升，大大增加了相同體積內(nèi)有源器件的數(shù)量，相應(yīng)地，配套的無(wú)源器件數(shù)量也在大幅增加，這就需要更多的空間來(lái)放置這些無(wú)源器件。因此，整個(gè)封裝器件的體積勢(shì)必會(huì)增加，這與市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)大相徑庭。

從成本來(lái)看，總成本與無(wú)源器件的數(shù)量成正比。因此，在大量使用無(wú)源器件的情況下，如何降低其成本和空間，同時(shí)提高無(wú)源器件的性能，是最重要的課題之一。

作為減少電路制造過(guò)程中組裝步驟總數(shù)的一種方式，IPD這種形式越來(lái)越受歡迎，因?yàn)樗档土苏w制造成本并解決了各種 SWaP 問(wèn)題。

IPD由電阻器、電感器和電容器等無(wú)源元件組成，通常使用標(biāo)準(zhǔn)制造技術(shù)，例如薄膜晶片來(lái)實(shí)現(xiàn)低成本、減小尺寸的緊湊器件。集成的無(wú)源器件可以通過(guò)堆疊、封裝和裸片實(shí)現(xiàn)。IPD制造包括厚膜和薄膜技術(shù)，以及各種集成電路處理步驟或?qū)λ鼈兊男薷?。IPD可作為標(biāo)準(zhǔn)組件或作為定制設(shè)計(jì)的器件提供。

近年來(lái)，IPD技術(shù)已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)封裝（SIP）的重要方式，可減少后者的尺寸和組裝成本，IPD 將不同的無(wú)源器件 (R、L、C) 組合在一個(gè)子元件中，通過(guò)表面貼裝器件 (SMD) 或倒裝芯片等標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)組裝。另外，可將IPD技術(shù)引入PCB加工，通過(guò)IPD技術(shù)的集成優(yōu)勢(shì)，可以彌合封裝技術(shù)與PCB技術(shù)之間不斷擴(kuò)大的差距。

分類(lèi)

按照不同的方法，IPD可以被劃分為很多種類(lèi)型。

如按襯底材料，可分為硅和非硅；按產(chǎn)品類(lèi)型，IPD可分為巴倫和耦合器、諧波濾波器和雙工器等；按應(yīng)用類(lèi)型，可分為ESD、EMI、RF-IPD、RFI濾波、LED照明和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器等。

下面重點(diǎn)看一下按材料劃分的市場(chǎng)情況。

硅基IPD利用硅襯底上的代工工藝，通過(guò)光刻技術(shù)蝕刻不同的圖形，形成不同的器件，從而實(shí)現(xiàn)各種無(wú)源器件，如電阻、電容、電感、濾波器、耦合器等的高密度集成。這種IPD技術(shù)可以為電子系統(tǒng)帶來(lái)以下好處：節(jié)省電路板空間；更好的電氣性能；更低的成本；更好的產(chǎn)品鏈供應(yīng)和可靠性。

目前，先進(jìn)的硅基IPD技術(shù)主要掌握在日本、歐美公司手中。全球領(lǐng)先的公司包括 ST、Qorvo、Broadcom、Murata、AVX、Skyworks、ON Semiconductor、Johanson Technology、Onchip Devices、Xpeedic。中國(guó)及其他地區(qū)的生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模較小，技術(shù)研發(fā)相對(duì)薄弱。大多數(shù)公司沒(méi)有自己的核心技術(shù)，一般采用低成本營(yíng)銷(xiāo)來(lái)獲得市場(chǎng)份額。

硅基IPD的主要銷(xiāo)售區(qū)域是亞太和北美，合計(jì)約占全球市場(chǎng)份額的84%。得益于日本、中國(guó)和印度的快速增長(zhǎng)，亞太市場(chǎng)在推動(dòng)全球市場(chǎng)發(fā)展方面也發(fā)揮著重要作用。

硅基 IPD 的生命周期短，制造后難以修改。此外，這些IPD需要大規(guī)模集成和先進(jìn)封裝，增加了整體制造成本。然而，市場(chǎng)參與者正在使用玻璃材料作為傳統(tǒng)硅材料的替代品的新型 IPD，這樣可以克服設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。

預(yù)計(jì)基于玻璃的IPD市場(chǎng)將以8%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。基于玻璃的IPD具有高電阻率、低射頻耦合和高能效的特點(diǎn)。此外，玻璃基材料可提供必要的絕緣和更小的熱系數(shù)，可確保 IPD的平穩(wěn)性能。

應(yīng)用市場(chǎng)

IPD的獨(dú)特之處在于其增強(qiáng)的兼容性和成本效益，這使其能夠用于無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，IPD可在個(gè)人電腦和移動(dòng)電話中實(shí)現(xiàn)噪聲抑制。它適用于各種電子產(chǎn)品，如智能手機(jī)、PDA、智能手表等。IPD主要用于通信、汽車(chē)、航空航天和國(guó)防、醫(yī)療保健和生命科學(xué)。

耐用消費(fèi)品中越來(lái)越多地采用 IPD，這極大地推動(dòng)了市場(chǎng)需求。白色家電是 IPD 技術(shù)的最大應(yīng)用市場(chǎng)。IPD在消費(fèi)電子領(lǐng)域具有強(qiáng)大的滲透力，其中包括智能手機(jī)、平板電腦、便攜式媒體播放器、機(jī)頂盒等。對(duì)具有成本效益和緊湊尺寸的電子產(chǎn)品不斷增長(zhǎng)的需求預(yù)計(jì)將推動(dòng)其增長(zhǎng)。新材料和先進(jìn)集成技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了組件的小型化，使系統(tǒng)更加可靠和緊湊。汽車(chē)信息娛樂(lè)系統(tǒng)的普及以及可穿戴行業(yè)中IPD用量的增加將積極推動(dòng)其全球市場(chǎng)增長(zhǎng)。

不過(guò)，與分立元件相比，IPD 成本更高等因素將在一定程度上限制其需求。由于該市場(chǎng)的主要參與者正在努力將 IPD 的成本降至最低，因此從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這種影響估計(jì)很小。此外，缺乏開(kāi)發(fā)先進(jìn) IPS 的技術(shù)人員、發(fā)展基礎(chǔ)設(shè)施和嚴(yán)格的政府規(guī)則是阻礙全球IPD市場(chǎng)增長(zhǎng)的潛在限制。

市場(chǎng)規(guī)模及前景

根據(jù)市場(chǎng)研究公司Global Market Insights的統(tǒng)計(jì)，IPD市場(chǎng)的增長(zhǎng)將受到多種相關(guān)因素影響，例如降低互連復(fù)雜性、提高性能、減少封裝尺寸、提高組件容差和輸出，以及更好的靈活性。這些先進(jìn)的特性將提高IPD在眾多智能消費(fèi)類(lèi)可穿戴設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能設(shè)備，以及汽車(chē)信息娛樂(lè)和導(dǎo)航系統(tǒng)中的采用率。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，到 2026 年，全球IPD市場(chǎng)估計(jì)將超過(guò) 20 億美元。

IPD系統(tǒng)的整合有助于汽車(chē)和消費(fèi)電子設(shè)備制造商最大限度地降低總成本并獲得小尺寸封裝。

政府為發(fā)展汽車(chē)工業(yè)進(jìn)行的大量投資將促進(jìn) IPD在汽車(chē)零部件中的廣泛采用。根據(jù)歐盟委員會(huì)的規(guī)定，專(zhuān)門(mén)從事汽車(chē)金屬零部件開(kāi)發(fā)和制造的西班牙跨國(guó)公司海斯坦普將獲得歐洲投資銀行 (EIB) 2 億歐元的貸款，以提升其生產(chǎn)研發(fā)能力。類(lèi)似的投資將為汽車(chē)零部件和技術(shù)開(kāi)發(fā)商提供更多機(jī)會(huì)。而IPD技術(shù)和產(chǎn)品正符合這種趨勢(shì)。

2019年，汽車(chē)應(yīng)用占IPD市場(chǎng)份額的17%，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年的復(fù)合年增長(zhǎng)率將超過(guò) 8%，這是由于汽車(chē)電子產(chǎn)品中出于無(wú)線通信目的而大量使用IPD。由于IPD具有很好的成本效益，使其在數(shù)字速度計(jì)、智能前燈和電子控制單元等汽車(chē)電子應(yīng)用中需求量很大。

目前，有越來(lái)越多的設(shè)備配備雙工器，而帶有濾波器和雙工器的IPD可用于頻帶和阻抗匹配的集總元件電路。雙工器主要用于 GPS、天線、2G、3G 和 LTE 等蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施、汽車(chē)遠(yuǎn)程信息處理、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和無(wú)線基站的前端模塊。

該器件具有穩(wěn)定可靠的溫度性能、高性能和低插入損耗。2019 年，雙工器細(xì)分市場(chǎng)占有IPD市場(chǎng)約15%的份額，預(yù)計(jì)未來(lái)將進(jìn)一步上升，這歸功于 5G 通信系統(tǒng)和電信行業(yè)越來(lái)越多地采用這些設(shè)備。

另外，ESD/EMI市場(chǎng)需求在不斷增長(zhǎng)，在該領(lǐng)域，IPD技術(shù)有助于改善信號(hào)接收和阻止傳輸損耗，這使得它們?cè)谑謾C(jī)應(yīng)用中非常受歡迎。

從目前情況來(lái)看，5G將是IPD最具發(fā)展?jié)摿Φ膽?yīng)用市場(chǎng)，特別是5G射頻前端，前景廣闊。而新材料的發(fā)展，如玻璃基板，為IPD在5G射頻前端的應(yīng)用開(kāi)辟出了新路。

玻璃基板正在成為實(shí)現(xiàn)毫米波技術(shù)的理想候選者。這主要是因?yàn)槠鋼p耗低，尺寸穩(wěn)定性好，形成細(xì)間距通孔的能力、對(duì)溫度和濕度的穩(wěn)定性、與器件匹配的熱膨脹系數(shù) (CTE) 以及大面積低成本面板的可用性。無(wú)源元件，例如濾波器、功率分配器、天線陣列和雙工器，可以受益于玻璃基板和精密重分布層 (RDL) 的上述優(yōu)勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)小型化。這些組件可以設(shè)計(jì)和制造以實(shí)現(xiàn)小于對(duì)應(yīng)于工作頻率的自由空間波長(zhǎng)兩倍的尺寸，并且可以作為IPD集成在諸如射頻前端模塊之類(lèi)的封裝中。

競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)

目前，擅長(zhǎng)IPD技術(shù)，且有穩(wěn)定、成熟產(chǎn)品的企業(yè)主要包括：3D GLASS，3DIS TECHNOLOGIES，GLOBAL COMMUNICATION SEMICONDUCTORS，英飛凌，Johanson Technology，KOA SPEER ELECTRONICS，M/A-COM，安森美，Onchip Devices，Qorvo，STATS CHIPPAC PTE，意法半導(dǎo)體，Skyworks，Broadcom，TDK，Murata，VIKING TECHNOLOGES，WAVENICS，Xpeedic等。

結(jié)語(yǔ)

IPD的自身特點(diǎn)與當(dāng)下市場(chǎng)對(duì)各種設(shè)備和模塊高集成度的需求不謀而合，市場(chǎng)前景廣闊，再加上蘋(píng)果這樣的大企業(yè)助推，必定能使IPD的應(yīng)用更上一層樓，同時(shí)帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)協(xié)同發(fā)展。如果蘋(píng)果大幅提高新iPhone和其它iOS產(chǎn)品對(duì)IPD的采用，將為制造伙伴臺(tái)積電和Amkor提供更多商業(yè)機(jī)會(huì)。據(jù)悉，蘋(píng)果已經(jīng)請(qǐng)求臺(tái)積電的第六代工藝為新iPhone和iPad大規(guī)模生產(chǎn)IPD。