射频前端：七种武器之一的唐门暗器

海大指南针

发布于 2022-05-16 14:47:08

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发布于 2022-05-16 14:47:08

文章被收录于专栏：iRF射频前端产业观察

为什么IPD突然引起大家的关注？

在射频前端市场，IPD的需求增长迅猛。从2019到2021，CAGR是276%。

IPD？

这是什么鬼？不明飞行物？暗器？

在手机射频前端中，使用IPD的历史，其实非常久远。早期的一些GSM放大器中，已经在使用这类器件。简单来说，这是一种集成的无源器件，使用起来类似一个简单的电感电容，提供标准的库文件，供模组设计者使用。功能是多个无源器件的整合。

让我们一起来认识IPD（Integrated Passive Device）。以下为来自ST的描述。

ST的IPD工艺能够将高质量的无源元件（电阻器、电感器、电容器）集成在玻璃砂高电阻率硅衬底上，并采用各种设计配置。可用的IP包括巴伦、射频耦合器、合路器、滤波器、双工器、三元组和阻抗匹配。今天的标准产品包括巴伦，射频耦合器，滤波器和双工器。

IPD技术能够覆盖168MHz及以上频率范围内的所有射频应用，如亚千兆、WLAN、蓝牙、ZigBee、WiMax、UWB、UMTS、LTE等。这种技术的主要优点是具有竞争力的成本结构、较小的外形尺寸和降低的功率损耗。

ST的IPD产品兼容不同的组装模式，包括CSP、微泵和引线键合，可以安装在主PWB上，也可以安装在一个完整的射频模块内。

分离元器件和IPD的比较，source: On Semi

从wafer到IPD，source: On Semi

下面的一个应用实例来自于JCET。

包含CMOS功率放大器芯片的eWLB模块示例（位于右侧）和IPD芯片（左侧）。IPD芯片用于匹配和检测过滤功能。CMOS芯片与pc机的互连IPD芯片由RDL通过eWLB工艺制作而成。

由于5G的全面普及，在sub-6G中， N77/78/79滤波器在驱动着这类IPD产品的需求。LTCC陶瓷也能实现相同的功能。

N77/78 UHB PAMiF,以上信息来自https://www.qorvo.com/products/p/QM78207

以下是一个设计实例。

Compact 5G n77 Band Pass Filter with Through Silicon Via (TSV) IPD Technology

提出了一种采用硅通孔（TSV）集成无源器件（IPD）工艺制作的小型5gn77带通滤波器（BPF）。插入损耗≤2.2 dB，在2.7GHz、5.18GHz和ISM波段衰减≥30dB，在标准1608基线设计和TSV附加中实现。所提出的设计提供了>20dB的宽带衰减，高达10GHz，封装变化小，并增加了TSV工艺引入的热通孔。因此，这种采用TSV设计的硅IPD可以支持5G滤波器的低成本、紧凑尺寸、高精度和高功耗要求。通过在片测量验证了模型的相关性。