5G新建到5G手機!除了PA,AiP技術也值得注意

永誠國際投顧 > 專欄文章 > 徐照興分析師 > 5G新建到5G手機!除了PA,AiP技術也值得注意

徐照興 分析師  個人專區

#美股再漲
#我們從5G新基建
#開始討論到5G手機囉
#美蘋果股價準備回補跳空缺口
#除了PA外還有甚麼產業值得注意
#AiP技術來囉
#說說看有誰會漲呢?
#產業的脈動及資金的推進
#可持續鎖定龍捲風操盤戰隊
#目前Telegram開放免費加入喔

.
股市急、驚、瘋,全在【龍捲風】
●Telegram:https://t.me/imoney168
.
【前言】
中國移動通訊行業經歷了 1G 空白、2G 落後、3G 追隨、4G 同步的發展歷程,
目前想搶 5G 時代的先端,在標準制定及
產業鏈配套等方面擁有了話語權
.
2010 年美國率先開啓 4G 商用,
隨後帶動了一批移動互聯網應用的快速發展,
4G 的領先地位累計爲美國帶動 1 兆美元的產出、
每年爲美國 GDP 增長貢獻 4750 億美元,爲美國鞏固科技霸主地位貢獻巨大。
未來 5G 將以兆級美元的投資拉動十兆級的下游經濟價值,成爲大國競爭的關鍵,
中美將在此決戰新一代信息技術之巔
.
【延伸】
先來談頻譜
5G使用2種頻段,分別為Sub-6與mmWAVE毫米波,
先前的3G與4G世代許多頻段使用上已經飽和,因此新世代5G需要更多新的頻段。
.
依據3GPP(3rd Generation Partnership Project,第三代合作夥伴計劃)定義的規格,
5G分為2個大頻段,以6GHz頻段為界線,
6GHz以下,也就是Sub-6,範圍在450MHz至6GHz之間,
而「毫米波」,也就是mmWave頻段,
則是屬於高頻段,範圍在24GHz至52GHz之間。
mmWave毫米波是近期技術突破後才開始採用的全新範圍,
台灣初期應用面仍是以Sub-6為大宗。
.
Sub-6頻段可由4G基礎延伸 多數頻率已被占用

台灣5G的Sub-6頻段選擇3.5GHz,
在競標時創下1380.81億的世界紀錄,超過底價461.5%。
而電信業者會如此競爭Sub-6頻段的原因,
主要是因為Sub-6的產業技術已經非常成熟,
甚至可以憑靠現有的4G技術繼續向下發展。

Sub-6的基地台容易部署,且傳訊距離長、覆蓋範圍廣,
讓它成為許多國家的5G主要發展方向。
.
然而,Sub-6並非沒有缺點,
如前面所提到的,Sub-6所涵蓋的頻段多數已被占用,
因此使用的資源變得相當有限,
也有不少國家捨棄飽和的Sub-6,
完全轉向mmWave毫米波發展5G頻段。

不過就算如此,因為毫米波技術不確定性太高,
所以在頻寬足夠的情況下,Sub-6頻段仍然是電信業者的首要選擇。
.
mmWave毫米波促使5G技術革命,
但產業尚未成熟
雖然3GPP對5G的速度有所限制,
但同時也有不少人認為,Sub-6只是4G的延伸,採用mmWave毫米波才是真正的5G。

因為mmWave毫米波的頻率高、頻寬大,且鮮少被使用,
讓它能支援高速大容量的資料傳輸,
也因此才能達到5G的「高速度、低延遲」特性。
台灣選擇的mmWave毫米波頻段為28GHz。
.
雖然mmWave毫米波可以讓網路速度大幅提升,
但mmWave毫米波的 #波長短#穿透力弱,也就是它很容易受到地形限制,
如果要在所有地方都能夠維持高速上網,必須要 #建構大量的基地台,短時間難以普及。

另外,mmWave毫米波的技術尚未成熟,且需要更高的成本,
因此在5G建設初期,仍然以Sub-6為主要走向。

.
【美國】
★美國 #中段頻譜主要是軍用或商用,劃分上比較困難,
因此美國在 5G 建設上採取 #毫米波優先的戰略(不得不)
把拍賣高頻頻譜作爲優先發展規劃,分配了豐富的高頻譜資源。
.
既然美國是以mmWave毫米波為主
那蘋果5G手機該如何
.
■在5G mmWave毫米波的發展帶動下,
天線封裝(AiP)技術逐漸受到關注,
該名稱主要由系統級晶片(SoC)、系統級封裝(SiP)功能上的差異衍生。
.
【何謂Soc】
就是將 #不同功能的元件 整合到 #單一晶片中
有助於縮小晶片尺寸,
但晶片製作 需以【相同材料】與制程進行,
因此研發方向逐步朝向後者 #SiP技術為主要
.
現階段 #晶片 與 #天線 應用雖有相對應的天線整合晶片(AoC)技術方案被開發,
但由於成本與頻段考量,大多只有學術單位採用。

.
#SiP技術主要借由封裝技術
.
將以 【不同材料】 為基礎的功能元件結合於單一系統中,
提升系統性能性並減少能耗;
.
而AiP技術則是由此延伸,
嘗試將 #射頻前端等元件 與 天線整並在一起
.

製造成本與晶片特性考量,
.
AiP技術於5G通訊市場逐漸勝出
.
天線是無線通訊系統的重要元件之一,
依不同功能與型態可分為 #分離型天線 與 #集成天線
.

#分離型天線較常見
一般戶外所見的天線結構皆屬於此類;
.
#集成天線
則需透過天線與系統整並結合,
如AoC與AiP等技術,可縮減天線在系統內部的體積占比。
.

雖然AoC技術於縮減天線尺寸上的效能極佳,
但需經由半導體材料與製程上的統一,
並與其他元件一同結合於單一晶片中,
考量製造成本與晶片特性,
AoC較適合應用於太赫茲 (Terahertz)頻段中,
因此在頻段使用與成本等因素上,
現階段5G毫米波將不考慮使用該技術,
目前只有學術機構予以採用。
.

由於射頻元件大多使用GaAs為基底材料、
天線多使用LCP(Liquid Crystal Polymer)為材料等,
為【不同材料】
因而較適合應用於SiP技術,
使得天線封裝AiP技術逐漸勝出。
.
【優點】
相較於AoC技術,
AiP技術較能兼顧成本、性能與體積等特性,
讓天線與射頻元件得以整並為單一封裝,
因此現階段各家晶片設計大廠如Qualcomm;
射頻元件商如Skyworks、Qorvo及封測代工廠如日月光、Amkor等,
大多選擇以AiP技術為研發方向切入5G通訊市場。
.
隨著發展脈絡,
AiP技術已逐漸朝向5G毫米波發展方向
.
AiP技術的發展歷程聚焦於不同產業發展情形,
依時間軸可區分為前、中、後三期。
.
前期(1990年後期~)
AiP的研究主要集中在大學實驗室,
並以開發2.4GHz頻段的藍牙晶片為主,
當時面臨的困難是如何實現天線縮小化;
.
中期(~2010年左右)AiP技術的開發,
已逐漸轉移到IC設計與IDM廠,
試圖以60GHz毫米波雷達陣列為開發目標,
此時已有許多公司投入資源於AiP的新材料與製程技術開發上。
.
如今到了AiP發展後期階段(~2020年),
5G毫米波發展技術逐漸引領潮流,因而需要更高頻段作為彼此的溝通管道,
在此同時,AiP技術也逐漸受到射頻元件商與封測代工廠重視,
皆已投入資源於封裝技術研發,並嘗試借由AiP技術發展,站上5G通訊的新浪潮。

假日來學習囉,更多的產業分享全都在【龍捲風操盤戰隊】
Telegram:https://t.me/imoney168
有時間我們在聊聊個股的部分

發表評論

GDPR