《5G/6G封装天线(AiP)技术及市场-2024版》

原创 MEMS 2024-03-03 00:02

Antenna in Package (AiP) for 5G and 6G 2024-2034

过去,毫米波(mmWave)仅限于军事、卫星和汽车雷达应用,现在已进入移动通信频谱,可提供高达20 Gbps的高数据吞吐量和仅1 ms的超低延迟。这种转变需要跨设备的创新技术,包括射频和光学元件、低损耗材料以及先进的半导体封装技术。在这些创新中,封装技术是需要大力发展的关键领域,为此,英国知名研究公司IDTechEx聚焦5G/6G封装天线(AiP)技术及市场,研究并发布了这份最新的研究报告。


5G商用/预商用服务频率

据麦姆斯咨询介绍,IDTechEx在报告中全面探讨了面向5G毫米波以及即将到来的6G网络应用的AiP技术。报告全面分析了有机、LTCC和玻璃等各种基板材料,以及倒装芯片和扇出等封装方案。本报告从材料特性、制造可行性以及供应链角度对AiP技术进行了全面研究。

此外,报告还深入探讨了100 GHz以上应用的天线集成,提供了富有洞察力的案例研究,并探讨了该领域的普遍挑战。IDTechEx基于其专业积累,对天线封装技术的动态发展提供了宝贵见解,并以先进半导体封装解决方案为核心,预测了行业的未来发展轨迹。

AiP技术的总体趋势(尤其是更高频率),正朝着更高集成度发展。

AiP代表了高频通信领域应用的先进天线封装技术。利用毫米波应用的短波长,通过AiP能够制造出体积更小的天线,并直接无缝集成到半导体封装中,而无需像传统分立天线那样作为单个元件组装在PCB上。这种将天线与收发器集成的方案,提供了一系列优势,包括增强的天线性能,大幅缩小的封装占位面积等。随着向sub-THz范围(潜在6G频谱)的推进,目前正在研究新的天线封装技术,旨在将天线直接集成到射频元件上。不过,由于各种制造和可扩展性挑战,该方向仍处于研究阶段。


天线封装技术与工作频率概览

AiP关键设计考量

为高频通信设备开发AiP技术,成本效益是最重要的考量因素之一。每个AiP模块的目标价格为2美元,因而可承受性成为其应用普及的关键,但这也带来了一个“先有鸡还是先有蛋”的问题,因为这又需要通过规模效应来降低成本。因此,采用具有成本效益的封装材料和工艺至关重要。此外,微型化也起着至关重要的作用,尤其是对于智能手机等消费类设备,元件的尺寸是最重要的考量因素。要确保在缩小封装尺寸的同时保持性能和成本效益,就必须应用新的封装技术。

实现高性能对于AiP平台至关重要。这需要制造并集成高增益、宽带毫米波天线阵列,同时确保系统内部的电磁兼容性(EMC)。此外,优化等效各向同性辐射功率(EIRP)以及确保信号完整性(SI)和功率完整性(PI)也是至关重要的方面。集成高品质因数无源元件来共同设计有源毫米波前端收发器元件,可进一步提高性能。此外,可靠性也至关重要,这就要求从芯片到外部有直接的散热通道,来为功率放大器散发热量。可扩展性为多功能性增加了另一层含义,使基本模块的设计可以升级,以满足不同应用的不同功率要求。在为高频通信设备设计AiP模块时,满足所有这些要求至关重要。IDTechEx的报告探讨了天线元件的选择、基板技术、基板材料、每种基板技术的局限性、无源器件的集成以及供应链成熟度等方方面面的问题。

报告覆盖的关键内容

5G毫米波发展概述及6G路线图:

a)探讨5G毫米波发展现状、技术创新路线、关键应用和市场前景。

b)了解6G前景,包括潜在频谱、太赫兹通信技术、关键研究和行业活动、路线图、技术目标和应用等。

深入探讨5G毫米波相控阵天线支持的波束成形技术:

a)5G sub-6对比毫米波波束成形技术。

b)相控阵技术探讨,包括天线、半导体和封装集成组件、技术要求、趋势和设计注意事项等。

5G毫米波天线集成技术:

a)讨论相控阵的天线基板技术、对比分析、材料要求和封装。

b)探索5G毫米波各种天线封装技术,包括PCB天线和AiP,按封装技术分类:倒装芯片与扇出。此外,还讨论了基板材料的选择,例如LTCC、低损耗有机基材料和玻璃,涵盖生产挑战、材料选择及对比、主要厂商的解决方案/案例研究,以及每种封装技术的基板设计注意事项。

适用于100 GHz以上应用的天线集成技术:

a)解决6G收发器开发中的挑战,重点关注功率要求、天线增益和相控阵需求。

b)讨论100 GHz以上应用的各种潜在封装技术,包括热管理和天线基板低损耗材料选择,提供D频段(110-170 GHz)相控阵技术的案例研究。

10年期细分市场预测:

5G基础设施:2023-2034年5G毫米波基站预测

- 天线元件预测(基础设施)

- 2023-2034年5G毫米波基础设施AiP出货量预测

- 2024-2034年按封装技术细分的5G毫米波基础设施AiP出货量预测

- 2023-2034年5G毫米波基础设施天线基板面积预测

- 2023-2034年5G毫米波基础设施天线基板(按材料类型)预测


2023-2034年5G毫米波基础设施AiP出货量预测

5G消费类设备:2023-2034年5G毫米波兼容智能手机及CPE AiP模块出货量预测

- 2023-2034年5G毫米波兼容智能手机AiP模块出货量预测(按封装技术细分)

- 2023-2034年5G毫米波兼容智能手机天线基板面积预测(按封装技术细分)

- 2023-2034年5G CPE出货量预测

- 2023-2034年5G CPE AiP模块出货量预测(按封装技术细分)

- 2023-2034年5G CPE AiP基板面积预测(按封装技术细分)

若需要《5G/6G封装天线(AiP)技术及市场-2024版》报告样刊,请联系麦姆斯咨询王懿,邮箱:wangyi#memsconsulting.com(#换成@);电话:17898818163。

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