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5G智能手机天线的新商机

2020-02-15 12:07:49 来源:互联网 阅读:0

5G智能手机天线的新商机

来源:内容由半导体行业观察(icbank)编译自「limo」,谢谢。

5G智能手机在2020年正式开始发布,其中,作为其零部件之一的手机RF(射频,Radio Frequency)零部件的搭载数量也将会持续增加。而且,据预测,手机RF也将会是天线领域中商机最大的领域之一。

5G智能手机天线的新商机

高通的支持毫米波的天线模组(Antenna Module )“QTM052”.

(图片出自:limo)

在天线领域,随着毫米波的不断应用,逐步向采用了半导体封装技术的天线模组“AiP (Antenna in Package)”发展。基板材料厂商、接受封装业务的OSAT(委外封测代工, Out Sourced Assembly and Testing)等也对此新领域寄予了很大的期待,另一方面,也有人指出,以LCP(Liquid Crystal Polymer,液晶聚合物)为首的低损耗基板材料很有可能会因此而失去绝好的业务商机。

如今所要求的天线技术的高度化

智能手机所搭载的天线一般采用MID(Molded Interconnect Device),并安装到框体的上部和下部。在5G中,6GHz以下,也就是所谓的“Sub-6”领域中,基本沿用如今的天线技术,不过,在诸如28GHz、39GHz这样的毫米波领域中,天线技术将会发生很大的变化。

毫米波具有一次可以传送大量数据的特点,另一方面,也有穿透障碍物能力较差的弱点,天线技术的高度化将会成为智能手机终端、基站等基础设施领域的关键要素。具体而言,与以往的形式完全不同,而是需要配置了阵列状(Array)的天线垫(Antenna Pad)的“AiP”!

AiP由于是安装在智能手机的框体侧面,因此采用了19*5mm这一特殊的封装尺寸,基板采取6-2-6层的Buid-up构造。一面由天线垫(Antenna Pad )构成,另一面安装了功率放大器(Power Amplifier)集成型的RFIC和PMIC。

对于毫米波来说,连用户的手都会成为“障碍物”,因此,据预测,一部智能手机至少要搭载4个或者6个AiP。由于搭载了数个AiP,从经济方面而言,人们对于兼容毫米波的智能手机的呼声不断扩大。

只有高通实现了实用化

但是,实际上,在2020年5G手机的出货数量中,支持毫米波的智能手机的出货数量占的比例极低。在业界达成共识(Consensus)的2.5亿部手机中,其中支持毫米波的终端仅有百分之十几,世界各地的毫米波商用日程将会成为掌握需求动向的关键。

如今能够实现AiP实用化的仅有美国的高通一家公司。高通于2018年发布了第一代“QTM052”,2019年发布了旨在扩大周波数、实现小型化的第二代的“QTM525。包括调制解调器在内,高通建立了可以支持毫米波的解决方案的体制。

其他Chip Set Vendor(芯片组供应商)也在着力开发AiP。尤其是中国的海思和中国台湾联发科都在积极地研发,同时他们也在以与材料厂商共同合作的形式推动产品的评价。

未来将会不再需要损耗低的基板材料?

在其他行业领域也可以看到AiP给业界带来的冲击(Impact)。内置的RFIC在输出信号时,会把数GHz的信号升频转换(Up-convert)至28/39GHz频带;接收信号时,会把28/39GHz的信号降频转换(Down-convert)至数GHz带。因此,连接天线和调制解调器(Modem)的电线(Cable)要求的高周波特性有可能会变化。

针对毫米波的应用,具有低损耗的特点的材料成为了必须,以LCP(Liquid Crystal Polymer,液晶聚合物)为首的新一代基板材料的研发竞争如火如荼。但是,也有声音指出“不需要像LCP这样的高价材料,更廉价的PI系(聚酰亚胺树脂,Polyimide)材料就足够了”!实际上,PI系中的改良了特性的MPI(变异聚酰亚胺,Modified Polyimide)正逐步兴起,且正在进行日新月异的特性改良。

很多材料厂家预测低损耗材料的市场将会扩大,因此,都在加速新产品的上市和研究开发,AiP的登场很有可能会颠覆这些前提条件。

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