中芯国际2017年技术研讨会将于10月12日在北京举行。作为集结了SMIC产业链上下游最优秀的供应商的盛会，每年我们都会见到各种最新科技的亮相，而今年，我们特别关注到的是集成无源器件IPD。
随着半导体制造能力的提升，从亚微米进入到纳米阶段，主动式电子元件的集成度随之大幅提升，相应的搭配主动式元件的无源元件需求量也迅速增加。据统计，随着手机系统的强大，使用的无源元件越来越多，平均每个GSM手机约用380颗，CDMA手机约为620颗，WCDMA手机约为775颗，而且仍然保持增加趋势。目前，这些无源元件几乎全是分立的表面贴装器件(SMD)，占据着90%多的系统元件，80%多的系统电路板面积以及超过70%的系统成本。如果这些无源元件能够从现在的毫米量级的厚膜技术小型化为微米量级的薄膜技术，那么将会使得无源系统的面积减小1000倍，也将使得系统的成本大幅降低。如果将来无源器件进一步小型化到纳米量级，再加上SiP技术，那么RF系统就能够再缩小1000倍，那么，就可以在今天同样大小的手机装置里实现更多的功能。
集成无源器件(Integrated Passive Device, IPD) 技术正是为了迎合无源系统小型化而产生的技术。
IPD是在硅基板、玻璃基板或陶瓷基板上利用晶圆代工厂的工艺，采用光刻技术蚀刻出不同图形，形成不同的器件，从而实现各种无源元件如电阻、电容、电感、滤波器、耦合器等的高密度集成。总体说来，与传统的分立元器件相比，采用IPD技术可以给电子系统带来以下好处：
节省电路板空间；
电性能更好；
成本更低；
IP保护；使用IPD后，竞争对手分析产品电路变得困难；
产品链供应和可靠性更好。
一般来说，根据无源器件制作工艺的不同，IPD技术分为厚膜技术与薄膜技术。低温共烧陶瓷(LTCC)是典型的厚膜IPD技术，过去被广泛应用于民用通信、军用电子中。然而，陶瓷基板烧结时收缩严重，难以满足目前技术对高精度的要求，且厚膜工艺线宽为几十微米两级，集成度有待提高。而薄膜技术具有集成度高、体积小和重量轻的特点，且能够为IPD技术提供最优良的器件精度和功能密度。因此，厚膜技术正逐渐被薄膜技术所取代，成为主流的IPD技术，我们通常所说的IPD即是指薄膜技术IPD。特别是硅基IPD技术，因其具有价格低、导热性能良好、以及与传统硅集成电路工艺相兼容等优点，使得它逐渐成为SiP中无源系统小型化的首选解决方案。
概括来说IPD的应用体现在如下三方面的功能：
1. 射频(RF)IPD，包括匹配网络、滤波器、双工器、耦合器、巴伦、RF去耦、RF ESD防护；电阻(R)、电容(C)、电感(L)、波导等的无源集成系统。
2. ESD/EMI防护，包括ESD防护、瞬态电压抑制(TVS)、和信号波形加工；稳压二极管、R、L、C的集成；用于高亮度LED并集成稳压二极管的基板。
3. 数字和混合信号无源器件，包括电源去耦、隔直电容、模拟滤波、DC/DC变换等；R、L、C及其集成；数模硅转接板。
由IPD如上三方面的功能可以看出，其应用领域几乎囊括了所有电子系统，特别是移动领域的应用。据知名市场调研公司Yole Development统计，全球无源器件需求总量超过330亿美元。从2008年开始，薄膜IPD的全球销售额就超过6亿美元，预计2017年市场将超过12亿美元。由此可见，IPD的市场空间和潜力不可估量。集成无源器件是国际上炽手可热的技术，据报道，PA的国际龙头企业Skyworks所用方案中多采用IPD技术，每月所需IPD晶圆达到数千张，且增长趋势明显。国内方面，在芯禾科技先进IPD设计技术引领下，国内各大芯片设计巨头都在积极将此技术布局于高端芯片设计，把IPD无源芯片与有源芯片整合在SiP模组中，采用三维封装集成方式，进一步实现小型化。
面向国内IPD集成无源器件市场，芯禾科技（Xpeedic）一家独大。作为中芯国际IPD IP的独家供应商，芯禾科技是一家自主知识产权的高科技公司，七年磨剑，研发出了基于IPD技术的各种无源器件库，包括滤波器、巴伦、耦合器、衰减器、电桥、双工器、阻抗匹配单元等，其封装形式可采用焊盘网格阵列、金线键合、倒装、晶圆级WLCSP封装等。与此同时，在很多应用中，IPD需要以系统级封装的形式与其它集成电路集成在一起，此时多数IPD需进行定制化设计以取得最优性能。芯禾科技积累了一次成功的IPD设计流程，可帮助用户达成快速的IPD定制化设计和实现：将更多无源功能集成到单个器件，实现更高的集成度；不仅仅限于硅基，同样可在砷化镓、玻璃、绝缘体上硅等材料上开发集成无源器件。
如果您有兴趣的话，可以去研讨会现场了解更多详情，或点击“阅读原文”。相关图片来自会议官网。
