从服务到塑造新无线基础设施的设备技术,以及相关的供应链,新兴的5G无线通信标准将带来大规模变化。 Yole Développement(Yole)在最新出版报告中点出5G正在推出的新技术和市场趋势:“5G’s impact on the RFfront-end industry: How will wireless infrastructure and cell phone terminalschange in the next decade?”
而在即将出版的“Advanced RF System-in-Packagefor Cell Phones”中,Yole也探讨了系统级封装(SiP)平台将如何实现这种变化。
Yole预计手机和基地台/基站(base station)的功率放大器组件市场预计将从2017年的51亿增长到2025年的113亿美元。然而,一如此产业的常态,预期的市场增长和对半导体行业的影响与解决剩下问题所需的财务投资部分相近。
虽然5G的部分技术最快可能在2019年之前可供使用,但实际上,存在许多不确定因素,让全球社会陷入讨论。这些因素包括:
•需要5G网络的应用和服务的成长态势
•对未来数据需求和市场成长预测的准确性
•技术发展程度
•对所需基础设施进行财务投资的正当性
•频段的适当分配
•来自如WiGiG等先进WiFi技术的竞争
•现存4G创新发展的能力
开发5G网络的根本动机是基于需要比现行4G更高的数据速率的假设。 5G被采用的速度,将有很大程度上取决于市场需求和射频(RF)半导体技术的质量。从3G到4G的发展步伐是渐进的,而5G则从金融和技术的角度来看都是破坏性的。
了解5G可分作三个方面是非常重要的一件事,这反映在它们横跨电磁波谱的不同部分这点上。最高频率5G频段范围为28 GHz至60 GHz,在某些情况下甚至可达80 GHz,搭配毫米波长(mmWave)。这需要大量技术检修,并安装大量较小的本地细胞基地台(cell),以确保信号质量。同时,各家厂商正在频段低于6 GHz的频段,大力推动现有4G技术,朝着每秒100兆比特以上的目标发展。最后,1GHz频率将用于5G物联网 IoT。半导体产业从前端到组装和测试在维持这些方面的质量和可靠性的同时,都面临着需要快速创新的高强度压力。
手机无庸置疑的是5G技术成熟和装配搭载的首选平台。如扩增实境、虚拟现实和自动车辆等新的应用和使用案例将从此发展的成熟中受益。在5G可以被视为是成功的之前,许多技术发展正在为克服所面临的挑战而迈进。但应用和社会影响让投资值回票价。
先进的半导体封装技术是推动5G发展的关键。在5G频率下,现有设计的损耗超出接受范围,特别是mmWave部分。因此需要具有更短的信号路径和更高的芯片集成度的破坏性创新封装架构,以满足5G需求并部署成功的产品。射频前端模块目前使用具有10-15个异构裸片的复杂SiP架构,在单一封装中容纳包括开关滤波器、硅或复合半导体功率放大器、MEMS技术,以及包括芯片接合、倒装芯片和铜柱等多种类型的互联机。
由于未来的智能手机连接仰赖系统级封装SiP技术的创新,Yole预计此类封装技术的年均复合增长率从2017年至2022年将超过10%,甚至更高于同期快速增长的先进封装行业的复合年增长率7%。总体而言,智能手机的RF前端组件市场预计将从2017年的123亿美元增长到2022年的228亿美元,复合增长率达到13%。
先进的多芯片SiP封装融合了解决5G要求所需的许多关键技术,意味着它具有促成或拖缓5G市场发展的能力。开发用于手机的射频系统级封装需要同时考虑多项会互相影响的细节,牵涉到搜索适当的封装架构以允许更密集的管芯间隔和更高的集成度、低损耗电介质和互联机、集成天线封装方法、屏蔽及其他等。目前已经实验过的架构包括先进的倒装芯片、扇出和玻璃基板解决方案等。
除了手机之外,无线基础设施在安装大量较小的本地细胞基地材所需的重大技术变化和财务投资方面也存在障碍。基站方面的一些挑战包括确保信号质量、功率效率和散热优化。这对功率放大器技术,智能天线集成和成本,以及封装材料的研发带来压力。
Source: www.yole.fr
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