在9 月 7 日的“5G 接入與承載技術(shù)發(fā)展”專題上，演講嘉賓 MRSI Systems 戰(zhàn)略營銷高級總監(jiān)周利民博士在會議上帶來《5G 時代新型器件量產(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預(yù)測及新型器件在生產(chǎn)過程中面臨的挑戰(zhàn)，為嘉賓帶來 MRSI 提供的全自動、高速、高精度、靈活多功能的貼片方案。

5G 時代的到來催生更多光電新型器件的應(yīng)用，根據(jù)行業(yè)機構(gòu)的光器件市場預(yù)測可以看到，光器件市場 2020 年有受疫情影響有所下滑，但中國市場并沒有下滑，最新預(yù)測顯示整體趨勢沒有變化，未來十年將高速增長。在新型器件上，周總介紹了 400G 光模塊與 800G 光模塊的預(yù)測，400G 從 2019 年開始量產(chǎn)，預(yù)計至 2025 年將保持快速增長。800G 需求從 2023 年后保持快速增長。

5G 時代，基站呈倍數(shù)增長。由于氮化鎵的優(yōu)越性能，根據(jù) Yole 的分析，5G 時代在電信基站中應(yīng)用的氮化鎵的年復(fù)合增長率是達到 15%，。根據(jù) IMS2020 的問卷調(diào)查，多數(shù)人認為氮化鎵會取代 LDMOS 在 5G 中的應(yīng)用。

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

周總對市場發(fā)展趨勢總結(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;目前市場應(yīng)用需求在 3-5 微米，對應(yīng) 100G/200G 的量產(chǎn)需求;市場也需要 1-3 微米貼片精度，滿足 400G 量產(chǎn)需求。面對 800G 或以上速率的光模塊，硅光子集成是未來發(fā)展方向，市場需要亞微米的貼片精度?！?/p>

隨著創(chuàng)新器件的快速迭代，對貼片設(shè)備的精度及速度方面有了新的要求。器件商也向市場表達了成本壓力，希望貼片設(shè)備在滿足高精度前提下，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 秒貼一個芯片，2025 年目標是提升到 10 秒。

5G 時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，錢博士在 Laser Focus World 發(fā)表文章表示，云時代產(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。這個趨勢仍在持續(xù)并將持續(xù)很長一段時間。作為貼片方案提供商，MRSI 面對新型器件的生產(chǎn)需求始終致力于開發(fā)最佳的創(chuàng)新解決方案。

面對新型器件封裝的挑戰(zhàn)，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(zhàn)，提供穩(wěn)定性和可靠性高的貼片設(shè)備，提升精度，同時保證業(yè)內(nèi)最高的生產(chǎn)速度。針對不同的應(yīng)用提供多工藝的靈活性。這樣將給客戶帶來最高的投資回報率。

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(shè)備貼片精度非常穩(wěn)定并不損失靈活性，貼片后的穩(wěn)定精度可以達到 3 微米，可以實現(xiàn)多芯片多工藝的生產(chǎn)。基于這個設(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》對該設(shè)備的性能進行總結(jié)，詳細解釋了它為什么可以實現(xiàn)這么《±3 微米的精度。MRSI 的設(shè)備性能不止于此，根據(jù) MRSI 的測機精度顯示，在 100PCS 的玻璃片貼片測試中，1.5 微米設(shè)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 COC 的生產(chǎn)數(shù)據(jù)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(shè)備可以實現(xiàn)如此精確的芯片角度控制。對于高密度的設(shè)計，在一個基板上共晶多個芯片的應(yīng)用，例如多芯片的 COC、COS，MRSI 設(shè)備可以從上面進行加熱，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(fù)雜 TO 的生產(chǎn)設(shè)備里面，MRSI-H-TO 設(shè)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(shè)備具備共晶與蘸膠的工藝，可實現(xiàn)各種角度的多芯片貼片。一臺設(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，為滿足大批量生產(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，是市場上用于射頻微波器件封裝方面精度最高的設(shè)備，可以滿足高速量產(chǎn)需求。針對過去的 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 是專為這類應(yīng)用設(shè)計的，在一臺設(shè)備上可以滿足各類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(shè)備完成。其獨有的優(yōu)勢是利用專門設(shè)計的自平衡工具來保證大功率激光器貼片的共面性。

最后，周總重點發(fā)布了 MRSI-S-HVM 針對硅光器件量產(chǎn)封裝的解決方案，該方案是基于市場應(yīng)用最廣泛的 MRSI-HVM 設(shè)備平臺開發(fā)的，繼承了 MRSI-HVM 所有并行工藝的設(shè)計，可以在這一臺設(shè)備上選擇 2 個精度模式，實現(xiàn)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(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，真正實現(xiàn)晶圓級的封裝。
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