可携式消费性电子产品多功能汇流持续扩张，整合娱乐与无线网络等功能已成为重要趋势。例如手机早期仅有拨打电话功能，如今已渐渐发展为同时具备MP3、数字相机、Game等附加功能；此外也渐渐扩充了Bluetooth、Wi-Fi、GPS及Digital TV等无线通信功能，使手机从通讯联络产品，扩大应用为随身多功及多媒体娱乐消费性电子产品。

综观整体多媒体消费性电子产品的发展趋势，随着无线通信技术兴起、产品与服务内容朝向IP化后，数字汇流趋势将激励多元应用服务兴起，并带动产品设计趋向「轻、薄、短、小」及多功能整合。无线整合型模块Module IC的设计正符合这样的市场需求，不只能为终端手持式系统厂商缩短开发时程、提供客制化解决方案，更可大大地节省电路板空间，对空间锱铢必较的终端手持式系统厂商们，提供更好的设计方案。一般而言，使用Module IC后的空间利用率，将可提升20％～40％。

《图一 可携式产品与无线整合型模块Module IC的应用关系》

无线整合型模块Module IC产品规划

无线整合型模块Module IC的开发初期，首重市场调查的深度。寻求市场所需的产品功能，需仰赖产品经理与业务开发人员根据市场的需求来定义产品走向。主要芯片的选择往往决定了设计复杂度以及开发时间，选择最有竞争力的芯片才更能缩短Module IC的开发时程。芯片选定之后，接续工作将是定义规格、接口，尺寸大小、工作电压、脚位等。

当研发人员在设计电路前，电路系统功能图（如图二所示）非常重要。功能图规划了无线模块芯片走线，并且可以让设计者清楚地知道每个重要零件之间的相关性。一个详细的功能图不仅可以节省电路设计者电路拉线的时间，并且能够根据功能图判断设计是否符合逻辑。有经验的无线Module IC厂商，会根据产品经理所提出的功能需求去决定无线Module IC的设计方向，以及内含的关键零组件。展开功能图，经过多方确认之后，才开始执行电路图的绘制。

《图二 Bluetooth+802.11b/g整合型无线Module IC功能图》

Module IC基板选择

无线整合型芯片模块Module IC的基板（substrate）基本选择可以BT Substrate与LTCC Substrate两大种类为主。两者各有优势，选择LTCC可以做出更小的无线型芯片模块，因为LTCC可以把电感与滤波器整合在基板里面，而BT Substrate则无法做到这点。不过，当滤波器或者是高频电感整合在基板里时，如果面临了射频效能不好的问题，将会花费许多时间执行基板微调，微调不易，要做调整等于重新制作电路基板。而采用BT Substrate虽然体积较大，但是依然可以针对电容电感，直接替换零件，相较重新制作电路基板，这能省时许多。另外，制作周期与成本也是BT Substrate的主要优势。

《表一 BT substrate与 LTCC Substrate的比较表》

Module IC研发和量产能量

研发Module IC与一般的无线网络卡迥异，硬件研发人员必须具备芯片设计的经验，因为Module IC与芯片之间在设计上有许多类似之处。如何在小空间设计射频电路的走线，配合热流仿真分析跟电性分析，都将有助于缩短开发Module IC时程。针对OS与平台而言，Module IC的OS与平台应用端非常多元，需仰赖软件研发人员有效率的系统整合与软件开发，让Module IC在不同的平台下与操作系统下都能够有效地执行工作。

《图三 开发无线整合型模块 Module IC所需具备能力示意图》

Module IC在完成研发阶段后，将进入复杂的量产流程，因为Module IC的尺寸小于100mm²，所以Module IC在上件时工厂必须具备相当完善的经验，方能解决从样品到量产之间的许多困难与挑战。接着，完整的可靠度（Reliability）实验是Module IC最大的考验。制造商的工厂必须有能力分析异常的Module IC，提供给研发人员参考，共同寻找解决方案。

Module IC 量产自动化测试

有别为一般无线网络卡，Module IC的量产测试需要更快速、可靠、稳定的测试环境，因此模块供货商就需要为Module IC开发一套自动化测试的机制。依据IC测试为原型，结合自动测试机来进行开发，并与软件工程师开发的Module IC测试软件作结合，发展出一套为Module IC量身订做的自动化测试环境。

Module IC测试自动化有许多优点。在质量管控部分，其自动化测试所有动作都是由程序来控制，可减少人员操作与误判，确保良品出货，不会有不良品混入。在人力精简方面，因为整个动作皆由机台与程控，可减少人员置放时间，而在相同时间内，自动测试比手动测试单机增加20％测试能量，而且一台自动测试机可放入6～8 site测试站台，只需要一位作业员操作即可，可以节省约60～70％人力需求。在产品线更换时间上，因为治具与转接板已规格化，工程师配合产线需求，可在非常短时间转换测试线，弹性非常大简言之，。一个好的Module IC 自动化量产测试机，将是模块厂商最大的优势与武器。

《图四 自动化Module IC测试机示意图》

Module IC天线设计

单天线Wi-Fi整合蓝牙

无线整合型模块Module IC，是每家Module IC厂商兵家必争之地。一般而言，整合型的Module IC必须先考虑应用的频带，Wi-Fi+蓝牙的整合型模块IC，是目前市场主流产品。Wi-Fi的操作频带802.11b/g为2.4GHz，如图五所示，而蓝牙也是操作在2.4GHz。用直觉的解决方法是为Wi-Fi与蓝牙各使用独立天线，如此便不会互相干扰。然而，终端系统业者冀望的是使用单根天线就可以让Wi-Fi与蓝牙共存，所以目前的市场主流，依旧是以单天线所设计的Module IC为主。

确认手机频带

目前市场上Module IC的应用以智能型手机为大宗。拆解智能型手机时，便可发现射频大部分为多天线与多频带。3G手机系统中的UMTS Band1操作在频带2.1GHz，距离频带300MHz的Wi-Fi与蓝牙，容易互相干扰，所以应先确认手机系统频带，再选择适当的Module IC。

《图五 2.4GHz Wi-Fi信号频带图》

考虑适当天线位置

高度整合的智能型手机，具备有许多RF应用。它或许是一支3G UMTS手机，但是可以向下兼容2G GSM/EDGE系统，手机板的左上角放了Wi-Fi+蓝牙功能模块，右上角放了GPS功能模块等等，如图六所示。在有限的区域规划入这些模块之后，需要考虑适当的天线位置。一般而言，天线与天线的隔离度以15dBm为理想，但是手机的空间有限，若要让每支天线隔离度皆可到达15dBm，也就是说天线与天线间必须距离10～15公分（如图七所示），这是一件不容易的事情。天线的摆放也是手机系统业者的一大课题。

《图六 可携式产品整合功能与天线设计》

以3G手机为例，手机包含了传统2G GSM/EDGE系统、以及应用Wi-Fi+蓝牙的Module IC。由于2.4GHz的信号和GSM有相当距离，所以只须放置在适当远的位置，即可避免干扰。然而2.1GHz的UMTS Band1系统则距离2.4GHz相当近，所以建议此两天线可以摆放在相对较远的安全距离。

《图七 智能型手机天线建议摆放位置示意图》

无线整合型模块Module IC为目前市场主流，整合型模块Module IC可提高了电路板的使用率、协助手持式系统产品业者缩短产品开发时程，快速因应不断开发的新应用，抢得上市先机。随着市场不断变化产品陆续推陈出新，Module IC制造业者与手持式系统产品业者，更将形成密不可分的合作关系。

（本文作者陈圣文为AzureWave海华科技研发处副理；黄建渝、黄士逢为海华科技研发处工程师）