射频电路组件应用在移动电话等各式无线通信设备上，成本与性能是重要的考虑，体积的微小化与采用的方便性更是组件制造商发展重点。因此，为使所研发的产品更符合市场趋势与需求，射频组件制造商纷纷朝向更高整合度与集积度迈进，藉以提供下游厂商更佳的采用便利性，在如此要求下，射频电路的IC化(SoC)与模块化已然形成两大势力分头前进。

射频电路模块化

目前在市场上暂时取得优势的模块化阵营，拥有各式不同的射频电路模块化技术，其中以整合多颗芯片的多芯片模块(Multi-Chip-Modules︰MCMs)最受欢迎，由于可整合不同制程组件与被动组件于同一模块，将多个裸片固定在同一个基板上，距离相近，可减少互连延迟；且经由电路设计可连带解决匹配问题，大大减低系统商采用的复杂度。因此在一些射频应用领域，如功率放大器(PA)电路，已由早先采用的MMIC独立组件走向整合多频应用、附加匹配功能的多芯片模块(MCMs)所取代。

模块化所形成的风潮除PA外，更吹向其他射频电路。目前以整个射频前端(RF Front-End)为主要的模块化对象，进一步将模块化的概念由单一电路功能整合被动组件，提升到完成次系统功能层级的超模块(Super Modules)型式。

超模块(Super Modules)型式并非全新的构想，只是新近产品整合的功能日多，已非原先一般认知的模块所能涵盖，所以陆续有业者推出此类产品，便暂以此名词称呼。

目前业界所推出的高度整合射频模块，以Anadigics于去年12月所推出的PowerPlexer(tm)最具代表性，这颗支持GPRS class 12的 dual-band (GSM/DCS) 射频模块，将两颗InGaP HBT 制程的功率放大器PA Die、GaAs pHEMT 制程的multi-throw Antenna Switch、CMOS制程的控制器以及被动组件整合于单一模块中，以方便系统业者采用，并有效减少射频系统的组件使用数，缩短手机开发时间。

《图一 PowerPlexer(tm) 整合功能示意图》 数据源:Source︰Anadigics (2002/1)

在模块的封装部分，常采用低温共烧陶瓷(LTCC)或者其他低成本高性能的基板(如PCB substrate)于模块封装，由于模块整合多种制程的组件，只要一个组件失效，整个基板良好的组件都浪费掉，因此在封装上，良率的控制一直困扰着业者。虽然国外IDM大厂不时提出模块良率提升的改善状况，但实则仍有很大改善的必要与发展空间。

裸片测试技术的进步与基板性能的提升将有助于良率的改善，国内封装测试业者专注于专业分工与良率的提升上，业者与国外大厂的合作可望进一步加强，而产品的应用领域也由移动电话扩大到Wireless LAN等应用。

模块化是简化射频电路理想的发展方向，甚至随着后续的覆晶芯片封装(FCP) 技术的发展，模块业者更将雄心指向系统级封装(System in Package︰SiP)，进一步争夺SoC的市场。射频电路由于特性不同，主要组件如PA多采GaAs HBT制程，Switch则多采pHEMT制程，其他射频组件则有BiCMOS与SiGe等制程。多种制程的确不容易以单一制程的SoC来完成。

就成本与性能上，模块都具有很高的竞争力，也因此在射频电路上，模块广受欢迎，模块业者的规划布局不再有短线心态，已指向未来长远的发展与竞争。

射频电路IC化

另一方面，射频电路IC化的发展状况又如何呢？

射频电路IC化指的是将不同组件的功能藉由半导体制程整合于同一颗IC上，其长远的发展是朝向系统单芯片SoC，可将多数的组件整合于单一IC之中，甚至是一些必要的被动组件；但射频电路发展SoC的关键还在于半导体制程的进步上，整合的半导体制程必须能同时提供良好的高频特性、低功耗、低成本，比一般电路的SoC更需考虑半导体特性。

近年来半导体工艺的进步，已在射频的应用上陆续获得进展，较令人注意的如SiGe制程的发展，已有如TriQuint与Atmel于去年10月共同推出SiGe PA(应用于CDMA手机)与其他RF 组件(如Transmitter)，皆采用SiGe 制程，制程的突破宛如黑暗中一线曙光，为射频电路IC化带来新希望。

实际将射频电路的整合落实于IC组件上的，当属近来叱乍风云的Wireless LAN芯片业者Atheros最引人瞩目。Atheros的802.11a系统解决方案，采用两颗0.25μm 全CMOS IC，其中的射频IC AR5110又称RoC (Radio-on-a-Chip) Transceiver，该组件最大特色为其Transceiver芯片整合了PA， 此PA不但采用CMOS制程来制作，而且更整合于IC组件中，是相当突破的创举。这颗高度整合的射频芯片同时也整合了原本独立的LNA、频率合成器、偏压控制器等组件于单一芯片，不需要外加的VCO、PLL、SAW等组件。

AR5000系列芯片的推出震撼了业界，在802.11a 5GHz频段的应用、高速的54Mbps传输速率要求下，却能采用便宜的All CMOS制程来制造，而且更能将PA等射频组件整合成单颗9mm x 9mm 的IC。半导体制程技术获得突破，商用化产品也接着推出，由此发展来看，射频电路IC化的环境已渐趋成熟，未来若能在移动电话上也有突破，整个射频产业将产生巨大的变动。

《图二 高度整合的射频IC- Atheros的RoC芯片AR5110》 数据源:Source︰Atheros (2001)

在令人关注的移动电话射频电路整合发展上，也从整合被动组件上展开，例如Motorola半导体部门(SPS)在去年12月推出的GSM/GPRS四频功率放大器模块MMM5062，该组件以E-mode pHEMT 制程制作，同时不需外加的被动组件。该组件虽称「模块」，但实际最大特色在于其所称的HIIPA(High Impedance Integrated Power Amplifier)。

HIIPA改变了传统上需要另加50 ohm阻抗于同一PCB substrate上的PA Module设计习惯，直接以半导体制程整合所需的被动组件，HIIPA将电容整合于die上，并利用不同长度的wire bonds实现电感的功能。此外，Motorola 的SiGe:C制程也正是朝向整合主、被动组件于单一芯片之上的好方法；制程的进步，也使得移动电话射频电路的IC化持续向前迈进。

全球射频芯片大厂的组件整合发展方向

射频电路整合过程中，模块化可视为过渡期间必然出现的整合技术，但长远的发展方向，SoC仍被多数人视为最终的目标。然而，模块业者可不这么认为。他们认为，谈整合，半导体制程不会在这几年内得到重大突破，模块商仍将享有此期间的主流市场；放眼未来，随着模块技术(如SiP)的进步，模块业者更是挺起胸膛，大有正面迎战SoC阵营的信心，同时也擘画出未来发展的roadmap，拉大格局，一如「隆中对」里，孔明洞见天下大势，大胆提出三分天下的未来远景。

另一方面，射频特性的复杂度与组件制程的不同，的确让单芯片的发展处于相对劣势之中。虽然制程的进步或许可如神兵利器，压缩模块厂商的生存空间，但芯片业者也不敢一意孤行，毕竟新制程的成功仍需整个产业环境的成熟才可，要获取市场仍需模块商来配合。

结论

未来射频到底是 SoC还是SiP主导市场呢？性能和价格将是决定的重点。可以观察到的是，现阶段原本提供MMIC型式的芯片业者已纷纷因应市场需求推出模块产品，并提高出货比重；而芯片商结合模块制造商的专业封装能力，也创造了互利双赢的空间。射频电路SoC还是SiP，是企业发展的长远课题；但要如何抓住市场需求？异业共同合作，才是业者现实考虑的首要重点。

多数台湾射频业者选择在近年跨入射频产业，不时面临技术变革与产业环境的迅速变化挑战；唯有掌握市场趋势，才不至在短暂的成功中埋下失败的种子，也才能使台湾的射频产业走的更远更踏实。