先进封装技术:可穿戴电子设备成功的关键

2014年04月21日 17:35
最近以来智能手表、体征监测等穿戴式电子设备受到业界的极大关注,但市场一直处于“雷声大,雨点小”的状态。究其原因,有以下几个因素制约了穿戴式电子设备实现突破:小型化低功耗技术还满足不了需求、“杀手级”应用服务缺失、外观工艺粗糙、用户使用习惯仍需培养。

从技术层面上看,先进封装将是穿戴式电子取得成功的关键技术之一,特别是系统级封装(SiP)以及3D封装等。据深圳市半导体行业协会秘书长蔡锦江介绍,2001年以色列Given Imaging公司推出的胶囊内镜就采用SiP技术将光学镜头、应用处理器、CMOS影像传感器、天线、电池等集成在一颗封装内,可用于消化道疾病尤其是小肠疾病诊断。该产品工作原理是受检者通过口服内置摄像与信号传输功能的智能胶囊,借助消化道蠕动并拍摄图像,医生利用体外的图像记录仪和影像工作站,了解受检者的整个消化道情况,从而对其病情做出诊断。由此可以看到,未来的人体植入设备市场包括人体视网膜、人工耳蜗、胃起搏器、肾动力植入设备等,在SiP高端封装技术的助力下,将突破系统小型化和微型化设计的局限,变革医疗产品市场。

蔡锦江表示,实际上SiP目前已在部分穿戴式电子设备中得到了较为成功的应用,例如钜景科技公司开发了整合应用处理器、DDR3存储器、NAND闪存、WiFi、蓝牙、GPS、MEMS器件的七合一系统级芯片,尺寸只有18×18mm,通过SiP微型化技术将穿戴式设备关键元件整合于极小的单一封装中,大幅简化电路板设计,终端系统厂商运用该SiP可以实现非常小型化产品设计。据了解,目前深圳半导体行业协会正在通过“深圳集成电路技术创新与应用展(CICE2014)”等系列活动推动产业链的跨界融合,打通从上游基础技术到下游应用的交互渠道。

电子产业智能化升级和物联网的普及对IC运算及数据传输能力提出了新的要求,小尺寸、高处理性能、低功耗需求的移动设备推动IC制程进入20纳米时代,未来先进制造技术还将催生一系列工业化设备走向大众消费的视野。但与此同时,制造工艺提升会带来IC开发成本直线上升,尤其是后20纳米时代,从平衡成本和集成度之间矛盾的角度看,SiP也是可行的方向之一,先进封装不仅可以提升IC产品和系统整机的集成度,而且能改善系统可靠性,大大提升产品合格率。在系统级芯片(SoC)和系统级封装共同作用下,PCB板层数在减少,SMT组装加工费降低,也将产业价值发生转移。

所以对于关注于穿戴式设备等电子产品制造商、方案商、品牌厂商以及互联网厂商而言,除跟进最新芯片以外,及时了解IC制造工艺、封装技术的发展也非常重要。蔡锦江表示,在今年5月22日深圳会展中心举办的CICE2014展会上除了各种创新方案展示外,新技术与新工艺的结合也是一大亮点,可以帮助电子系统开发人员跳出原有的设计模式,通过整合外部资源实现差异化设计。“未来系统将带动封装业进一步发展,反之高端封装也将推动系统终端繁荣,中国电子产业的升级需要在高端封装产业有所突破,而未来系统厂商与封装厂的直接对接也会越来越多。”蔡锦江强调道。该展会对电子行业人士免费开放,现场展示之外还有针对智能手机、平板电脑、穿戴式电子设备、智慧家庭、智能电视、先进封装技术等领域的技术论坛以及智能硬件开发者大会,感兴趣的读者可访问展会官方网站www.chinaicexpo.com了解更多详情。