在5G mmWave毫米波的發(fā)展帶動下，天線封裝(Antennas in Package，AiP)技術(shù)逐漸受到關(guān)注，該名稱主要由系統(tǒng)級芯片(SoC)、系統(tǒng)級封裝(SiP)功能上的差異衍生。
SoC技術(shù)是將不同功能的元件整合到單一芯片中，有助于縮小芯片尺寸，但芯片制作需以相同材料與制程進(jìn)行，因此研發(fā)方向逐步朝向后者SiP技術(shù)為主要。現(xiàn)階段芯片與天線應(yīng)用雖有相對應(yīng)的天線整合芯片(Antennas on Chip，AoC)技術(shù)方案被開發(fā)，但由于成本與頻段考量，大多只有學(xué)術(shù)單位采用。
SiP技術(shù)主要借由封裝技術(shù)，將以不同材料為基礎(chǔ)的功能元件結(jié)合于單一系統(tǒng)中，提升系統(tǒng)性能性并減少能耗；而AiP技術(shù)則是由此延伸，嘗試將射頻前端等元件與天線整并在一起。
制造成本與芯片特性考量，AiP技術(shù)于5G通訊市場逐漸勝出
天線是無線通訊系統(tǒng)的重要元件之一，依不同功能與型態(tài)可分為分離型天線與集成天線等2類。分離型天線較常見，一般戶外所見的天線結(jié)構(gòu)皆屬于此類；集成天線則需透過天線與系統(tǒng)整并結(jié)合，如同AoC與AiP等技術(shù)，可縮減天線在系統(tǒng)內(nèi)部的體積占比。
雖然AoC技術(shù)于縮減天線尺寸上的效能極佳，但需經(jīng)由半導(dǎo)體材料與制程上的統(tǒng)一，并與其他元件一同結(jié)合于單一芯片中，考量制造成本與芯片特性，AoC較適合應(yīng)用于Terahertz(太赫茲)頻段中，因此在頻段使用與成本等因素上，現(xiàn)階段5G毫米波將不考慮使用該技術(shù)，目前只有學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)予以采用。
由于射頻元件大多使用GaAs為基底材料、天線多使用LCP(Liquid Crystal Polymer)為材料等，因而較適合應(yīng)用于SiP技術(shù)，使得天線封裝AiP技術(shù)逐漸勝出。相較于AoC技術(shù)，AiP技術(shù)較能兼顧成本、性能與體積等特性，讓天線與射頻元件得以整并為單一封裝，因此現(xiàn)階段各家芯片設(shè)計大廠(如Qualcomm)、射頻元件商(如Skyworks、Qorvo)及封測代工廠(如日月光、Amkor)等，大多選擇以AiP技術(shù)為研發(fā)方向切入5G通訊市場。
隨著發(fā)展脈絡(luò)，AiP技術(shù)已逐漸朝向5G毫米波發(fā)展方向
AiP技術(shù)的發(fā)展歷程聚焦于不同產(chǎn)業(yè)發(fā)展情形，依時間軸可區(qū)分為前、中、后3期。前期(1990年后期～)AiP的研究主要集中在大學(xué)實(shí)驗(yàn)室，并以開發(fā)2.4GHz頻段的藍(lán)牙芯片為主，當(dāng)時面臨的困難是如何實(shí)現(xiàn)天線縮小化；中期(～2010年左右)AiP技術(shù)的開發(fā)，已逐漸轉(zhuǎn)移到IC設(shè)計與IDM廠，試圖以60GHz毫米波雷達(dá)陣列為開發(fā)目標(biāo)，此時已有許多公司投入資源于AiP的新材料與制程技術(shù)開發(fā)上。
如今到了AiP發(fā)展后期階段(～2019年)，5G毫米波發(fā)展技術(shù)逐漸引領(lǐng)潮流，因而需要更高頻段作為彼此的溝通管道，在此同時，AiP技術(shù)也逐漸受到射頻元件商與封測代工廠重視，皆已投入資源于封裝技術(shù)研發(fā)，并嘗試借由AiP技術(shù)發(fā)展，站上5G通訊的新浪潮。 |
