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5G毫米波带动天线封装AiP技术持续发展,这个难点需要解决

全球半导体观察 ·2019-04-23 20:25·与非网
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5G毫米波 (mmWave)频段发展的重要性,已陆续成为各家5G射频大厂关注焦点,借由毫米波技术使天线尺寸缩小,让射频前端模块与天线得以整合在单一封装中,业界称之为天线封装AiP(Antennas in Package),同时迎合市场的手机厚度薄型化趋势。

IC设计大厂高通在2018年7月发布全球首款AiP产品QTM052,确定于2019上半年正式商用,包含频段有:n257(26.5~29.5GHz)、n260(37~40GHz)及n261(27.5~28.35GHz);而2019年2月高通又发表第二代AiP产品QTM525,相较于前一代,其频段上再增加n258(24.25~27.5GHz),进一步扩大毫米波频段范围。

QTM525全新5G毫米波模块,带动天线封装AiP技术持续发展

高通无论在QTM052或QTM525毫米波模块的天线封装AiP上,主要概念是扣除Modem芯片外,进一步将各类通讯元件,例如传送收发器(Transceiver)、电源管理芯片(PMIC)、射频前端等元件与天线整并在一起,达到缩小手机厚度与减少PCB面积,取代传统天线与射频模块的分散式设计。

高通推出QTM052后,让搭载5G毫米波智能型手机的量产成为可能,开启量产天线封装AiP大门,而QTM052甚至亦可说是AiP封装正式进入量产的先河。第二代产品QTM525增加n258频段,显然高通在AiP技术能力上有提升,更进一步揭示AiP封装技术量产并不是太大的问题。

由于高通是Fabless IC设计厂商,本身并没有后端 封测 厂房,因此QTM 052与QTM 525的封装势必出自他人之手,而高通本就与RF IDM大厂TDK有合作,先前更成立合资公司RF360,进一步抢占智能型手机的射频元件市场大饼,从TDK现有解决方案来看,其也拥有毫米波射频方案,因此不难想象高通的AiP产品应是出自TDK之手。

AiP技术难题有解,封测厂商蓄势待发

尽管5G毫米波特性进一步带动天线尺寸微缩,让AiP量产成为可能,但如前所述,将不同元件整合在单一封装中,仍然会存在散热、讯号损失及应用力学等问题,尚有许多困难需克服。现阶段高通推出的5G毫米波模块方案,已成功解决上述问题,有鉴于此,除了现行的高通已将毫米波模块导入量产外,未来如射频模块大厂Skyworks和Qorvo、Modem供应商Intel、华为与联发科等,都有可能进入该市场争食大饼。

目前天线封装AiP技术主要掌握于IDM厂手中,但封测代工厂未来尚有发展机会,原因在于随着时间推移,AiP技术日渐成熟,将使封测代工厂对于AiP的掌握度日益提升。

与此同时,5G在进入2020、2021年后,市场对毫米波技术的需求势必也会增加,考量IDM生产成本大多高于封测代工业,以及华为与联发科也有可能进军该市场的情况下,封测厂商极有可能最快于2020年开始争食AiP订单,目前封测厂商如日月光、Amkor、江苏长电、矽品等,皆已投入AiP技术研发,未来则静待市场成熟,抢食5G毫米波商机。

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