5G毫米波高频段成为2020年半导体供应链重点发展策略

5G毫米波(mmWave)高频段成为2020年半导体供应链重点发展策略，熟悉半导体业者表示，5G应用将渗透至手机以及各类IoT终端装置，毫米波天线(Antenna)模块封测需求未来将大量窜出。

而因应5G无线通讯技术将导入需异质整合的射频前端模块、更复杂的重新设计，又必须符合消费电子产品轻薄短小的产品趋势，在系统级封装(SiP)基础上的天线封装(Antenna in Package;AiP)与测试成为全球先进封测业者重心之一。

供应链传出，专业封测代工(OSAT)龙头日月光投控旗下日月光半导体进度相对较快，预计2019年下半，5G毫米波天线封装将进入量产阶段。

熟悉半导体封测业者透露，在2018年下半，日月光高雄厂已经砸下重金建构两座专门针对5G时代mmWave高频天线、射频元件特性封测的整体量测环境(Chamber)，追求的就是从最初的模块设计、材料使用、进一步到模拟、量测的一条龙模式。Chamber为微波暗室，主要在特殊房间中布满吸波材料(吸收电磁波)，打造纯净环境，用以量测5G毫米波天线的精准度，据了解，随着频率越高，打造微波暗室的金额越昂贵，估计一座Chamber造价约新台币数亿元以上。

熟悉日月光半导体人士指出，估计最快2019年下半，5G mmWave AiP封装就可以进入量产阶段，锁定国际一线客户。

业者表示，目前半导体封装趋势来看，各类SiP的系统模块也会持续整合成更大的系统级封装，将天线模块直接与RF前端模块一同做在同一个封装上，将成为5G世代主流。一线芯片业者也将思索各种可能的生意模式，如天线模块、RF前端模块个别销售、或是提供系统厂商整合型解决方案等。

但是值得注意的是，毫米波的高频率、短波长特性，以及天线尺寸的微缩，都使得天线要与RF元件一同进行系统级封装时，甚至是多一颗金属或少一颗金属都会影响其效能，多颗天线封装时，也会有越严重的耦合效应，讯号耗损与不连续性也越大。另外，包括散热、应用力学领域，也成为必须考虑的因素。

由于5G天线设计、RF模块异质集成的复杂程度，在测试上，势必须要更精密的量测系统与模拟工具的辅助，在研发阶段就需要进行精准的数值估算，这也成为如Keysight等量测仪器业者、ANSYS等模拟工具软件业者迎接5G商机的利基所在。

熟悉日月光半导体业者透露，天线封装分为传统与新型态。初期的天线为了避免讯号干扰，一般会与其他主动元件、金属保持一定的距离，不过，随着半导体制程进步，天线与其他讯号处理元件的距离也越来越短，这也成为制程上一大挑战。

新型态的5G毫米波天线封测，日月光半导体则走向两大方向，其一为缩距场(Compact Range)天线量测 ，另一则为360度球面远场天线架构量测等。

而日月光发展的另一优势包括集团的整合战力，包括基板、材料、封测、量测，日月光集团事实上是把可以委外量测的业务掌握在手，对于研发的投资力道相当强劲，在系统级封装基础上，日月光已经拿下国际大厂RF模块SiP大单，更扩展到AiP领域，相关研发、量产等持续进行中。

熟悉半导体业者则指出，由于5G大规模多重输入输出(Massive MIMO)特性，天线数量势必大增，不过，考量到新款消费电子产品轻薄短小的设计趋势，如何与RF元件异质整合成为封装厂最大挑战之一。

以目前半导体业者的进度来看，高通(Qualcomm)在mmWave领域跑得最快，封测业者则以日月光半导体相对领先。

另外，跨足先进封装的台积电在从晶圆级工艺延伸的InFO_AiP，也备受业界关注，不过，考量到晶圆级扇出型封装(FOWLP)的成本较高，未来如何达到性价比的平衡点也是关键之一。

日月光投控、台积电、高通等业者发言体系，并不对供应链说法与产品进程做出公开评论。