《5G和6G封装天线（AiP）技术及市场-2024版》
2024-03-01 17:23:19   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

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和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。