在5G mmWave毫米波的发展带动下，天线封装(Antennas in Package，AiP)技术逐渐受到关注，该名称主要由系统级芯片(SoC)、系统级封装(SiP)功能上的差异衍生。

SoC技术是将不同功能的元件整合到单一芯片中，有助于缩小芯片尺寸，但芯片制作需以相同材料与制程进行，因此研发方向逐步朝向后者SiP技术为主要。现阶段芯片与天线应用虽有相对应的天线整合芯片(Antennas on Chip，AoC)技术方案被开发，但由于成本与频段考量，大多只有学术单位采用。

SiP技术主要借由封装技术，将以不同材料为基础的功能元件结合于单一系统中，提升系统性能性并减少能耗；而AiP技术则是由此延伸，尝试将射频前端等元件与天线整并在一起。

制造成本与芯片特性考量，AiP技术于5G通讯市场逐渐胜出

天线是无线通讯系统的重要元件之一，依不同功能与型态可分为分离型天线与集成天线等2类。分离型天线较常见，一般户外所见的天线结构皆属于此类；集成天线则需透过天线与系统整并结合，如同AoC与AiP等技术，可缩减天线在系统内部的体积占比。

虽然AoC技术于缩减天线尺寸上的效能极佳，但需经由半导体材料与制程上的统一，并与其他元件一同结合于单一芯片中，考量制造成本与芯片特性，AoC较适合应用于Terahertz(太赫兹)频段中，因此在频段使用与成本等因素上，现阶段5G毫米波将不考虑使用该技术，目前只有学术机构予以采用。

由于射频元件大多使用GaAs为基底材料、天线多使用LCP(Liquid Crystal Polymer)为材料等，因而较适合应用于SiP技术，使得天线封装AiP技术逐渐胜出。相较于AoC技术，AiP技术较能兼顾成本、性能与体积等特性，让天线与射频元件得以整并为单一封装，因此现阶段各家芯片设计大厂(如Qualcomm)、射频元件商(如Skyworks、Qorvo)及封测代工厂(如日月光、Amkor)等，大多选择以AiP技术为研发方向切入5G通讯市场。

随着发展脉络，AiP技术已逐渐朝向5G毫米波发展方向

AiP技术的发展历程聚焦于不同产业发展情形，依时间轴可区分为前、中、后3期。前期(1990年后期～)AiP的研究主要集中在大学实验室，并以开发2.4GHz频段的蓝牙芯片为主，当时面临的困难是如何实现天线缩小化；中期(～2010年左右)AiP技术的开发，已逐渐转移到IC设计与IDM厂，试图以60GHz毫米波雷达阵列为开发目标，此时已有许多公司投入资源于AiP的新材料与制程技术开发上。

如今到了AiP发展后期阶段(～2019年)，5G毫米波发展技术逐渐引领潮流，因而需要更高频段作为彼此的沟通管道，在此同时，AiP技术也逐渐受到射频元件商与封测代工厂重视，皆已投入资源于封装技术研发，并尝试借由AiP技术发展，站上5G通讯的新浪潮。

文丨拓墣产业研究院 王尊民

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