克服毫米波传输耗损　5G RF前端朝模组/IC发展

目前6GHz以下频谱拥挤且可用的频段相当破碎，为获取更大频宽，使得5G开始朝毫米波(mmWave)发展。然而，毫米波讯号具衰减快、易受阻挡且覆盖距离短等特性，使得5G基地台与终端开发面临技术挑战，也进而影响天线与射频(RF)前端的设计。

ADI通讯基础设施业务部中国区策略市场经理解勇指出，5G大规模天线阵列技术，使之对于射频元件的整合度、频宽与成本具更高的要求。5G频段包含6GHz以下的低频频段与高频毫米波频段，即便是低频段也比现在的4G频段要高得多，因此，若要达到5G RF性能指标要求，将为相关RF元件制程与电路设计带来了更大的挑战。

以往RF前端多采用离散式元件(Discrete Components)，透过印刷电路板(PCB)上的RF走线(Trace)连接收发器(TRx)、功率放大器(PA)、低杂讯放大器(LNA)及滤波器(Filter)等主被动元件。不过，随着RF元件用量的提升，Qorvo产品行销经理陈庆鸿指出，目前4G高阶手机RF元件模组化已是必然的趋势，而5G将更进一步加速元件整合的趋势。其中，模组的型式包括封装、低损耗板材SMT、软板SMT等等，但不论采用何种方式都必须解决热集中、高功率消耗的问题。

Anokiwave亚太地区销售总监张肇强进一步说明，5G毫米波讯号易耗损、受干扰，为降低讯号在PCB传递过程中耗损，须将RF元件与天线整合在一起，以缩短RF走线。此外，随着频率变高，天线尺寸及每个天线间的距离都会大幅缩小，难以之接将离散式元件整合在天线间，因此须将RF元件与天线加以整合。因应此趋势，该公司利用矽制程技术将RF元件整合成四通道的毫米波IC，再将之与天线整合成模组，以解决讯号传输耗损问题。

此外，张肇强也谈到，基地台散热问题对于RF元件与天线设计是一大挑战，过往雷达与RF技术主要被运用在军事国防，尺寸与成本都并非设计上的主要考量，因此若要运用相关技术实现商用基地台，除了要克服尺寸问题，基地台散热所带来的庞大成本也是一大问题。而Anokiwave也尝试从封装来改善散热问题，其第一代IC采用QFN封装技术，但考量塑胶封装散热效果差，因此第二代产品改采晶圆级晶粒尺寸封装(WLCSP)，在改善散热问题的同时也能进一步缩小封装体积。