5G毫米波高頻段成為2020年半導體供應鏈重點發(fā)展策略

5G毫米波(mmWave)高頻段成為2020年半導體供應鏈重點發(fā)展策略，熟悉半導體業(yè)者表示，5G應用將滲透至手機以及各類IoT終端裝置，毫米波天線(Antenna)模塊封測需求未來將大量竄出。

而因應5G無線通訊技術將導入需異質整合的射頻前端模塊、更復雜的重新設計，又必須符合消費電子產品輕薄短小的產品趨勢，在系統(tǒng)級封裝(SiP)基礎上的天線封裝(Antenna in Package;AiP)與測試成為全球先進封測業(yè)者重心之一。

供應鏈傳出，專業(yè)封測代工(OSAT)龍頭日月光投控旗下日月光半導體進度相對較快，預計2019年下半，5G毫米波天線封裝將進入量產階段。

熟悉半導體封測業(yè)者透露，在2018年下半，日月光高雄廠已經(jīng)砸下重金建構兩座專門針對5G時代mmWave高頻天線、射頻元件特性封測的整體量測環(huán)境(Chamber)，追求的就是從最初的模塊設計、材料使用、進一步到模擬、量測的一條龍模式。Chamber為微波暗室，主要在特殊房間中布滿吸波材料(吸收電磁波)，打造純凈環(huán)境，用以量測5G毫米波天線的精準度，據(jù)了解，隨著頻率越高，打造微波暗室的金額越昂貴，估計一座Chamber造價約新臺幣數(shù)億元以上。

熟悉日月光半導體人士指出，估計最快2019年下半，5G mmWave AiP封裝就可以進入量產階段，鎖定國際一線客戶。

業(yè)者表示，目前半導體封裝趨勢來看，各類SiP的系統(tǒng)模塊也會持續(xù)整合成更大的系統(tǒng)級封裝，將天線模塊直接與RF前端模塊一同做在同一個封裝上，將成為5G世代主流。一線芯片業(yè)者也將思索各種可能的生意模式，如天線模塊、RF前端模塊個別銷售、或是提供系統(tǒng)廠商整合型解決方案等。

但是值得注意的是，毫米波的高頻率、短波長特性，以及天線尺寸的微縮，都使得天線要與RF元件一同進行系統(tǒng)級封裝時，甚至是多一顆金屬或少一顆金屬都會影響其效能，多顆天線封裝時，也會有越嚴重的耦合效應，訊號耗損與不連續(xù)性也越大。另外，包括散熱、應用力學領域，也成為必須考慮的因素。

由于5G天線設計、RF模塊異質集成的復雜程度，在測試上，勢必須要更精密的量測系統(tǒng)與模擬工具的輔助，在研發(fā)階段就需要進行精準的數(shù)值估算，這也成為如Keysight等量測儀器業(yè)者、ANSYS等模擬工具軟件業(yè)者迎接5G商機的利基所在。

熟悉日月光半導體業(yè)者透露，天線封裝分為傳統(tǒng)與新型態(tài)。初期的天線為了避免訊號干擾，一般會與其他主動元件、金屬保持一定的距離，不過，隨著半導體制程進步，天線與其他訊號處理元件的距離也越來越短，這也成為制程上一大挑戰(zhàn)。

新型態(tài)的5G毫米波天線封測，日月光半導體則走向兩大方向，其一為縮距場(Compact Range)天線量測 ，另一則為360度球面遠場天線架構量測等。

而日月光發(fā)展的另一優(yōu)勢包括集團的整合戰(zhàn)力，包括基板、材料、封測、量測，日月光集團事實上是把可以委外量測的業(yè)務掌握在手，對于研發(fā)的投資力道相當強勁，在系統(tǒng)級封裝基礎上，日月光已經(jīng)拿下國際大廠RF模塊SiP大單，更擴展到AiP領域，相關研發(fā)、量產等持續(xù)進行中。

熟悉半導體業(yè)者則指出，由于5G大規(guī)模多重輸入輸出(Massive MIMO)特性，天線數(shù)量勢必大增，不過，考量到新款消費電子產品輕薄短小的設計趨勢，如何與RF元件異質整合成為封裝廠最大挑戰(zhàn)之一。

以目前半導體業(yè)者的進度來看，高通(Qualcomm)在mmWave領域跑得最快，封測業(yè)者則以日月光半導體相對領先。

另外，跨足先進封裝的臺積電在從晶圓級工藝延伸的InFO_AiP，也備受業(yè)界關注，不過，考量到晶圓級扇出型封裝(FOWLP)的成本較高，未來如何達到性價比的平衡點也是關鍵之一。

日月光投控、臺積電、高通等業(yè)者發(fā)言體系，并不對供應鏈說法與產品進程做出公開評論。