隨著智能手機、汽車、智能家居、智能電網、醫療與保健等的廣泛應用，正加速朝無線化、智能化方向發展，驅動Wi-Fi、藍牙、GPS、3G、LTE等射頻芯片開發商加快技術創新腳步，以打造集成度更高、尺寸更小且支持多頻或多模設計的新方案。

當今射頻(RF)技術是半導體中變動快速且成長最快的領域之一，多年來隨著人們生活方式的改變，無線連結設備已成為每個人不可或缺的必需品。回顧1980年以前，射頻電子顯得有點神秘，過去大多應用于軍事用途，直至第一個采用低噪聲放大器(LNA)的民用設備--衛星電視出爐，才開啟新局面。

英飛凌射頻/保護元件事業部經理麥正奇介紹Infineon在射頻技術領域投入超過50年(圖1)，第一款射頻鍺電晶體于1954年推出，距今將近60年，這也是西門子(Siemens)半導體公司(現為英飛凌)的起點。而1956年，該公司又開發出第一款Si-NPNRF電晶體，當時矽與砷化鎵雙極性電晶體(GaAs BJT)已開始用于高頻率應用。1950和1960年代推出的產品更使電晶體收音機大受歡迎。

圖1　50年來射頻芯片技術演進過程

隨后在1970與1980年代，業界也持續推出射頻金屬氧化物場效電晶體(RF MOSFET)與變容二極體技術產品，打開射頻元件在電視機市場的應用版圖。1990年代的生活方式從家用有線電話轉變為個人移動設備，20年前移動通信市場僅有2G全球移動通信系統(GSM)手機，可讓使用者傳送、接收語音與簡訊，但是隨著1992年代無線技術進化，寬帶網絡也逐漸成為分享資訊的通訊平臺。

射頻技術日新月異　傳輸頻率大躍進

觀察市場趨勢的變化，射頻元件的傳輸頻率成為芯片商在市場上相互較勁的關鍵要素。在1990與2000年代，英飛凌射頻產品的傳輸頻率以指數成長至超過200GHz，以指數型曲線達到全新等級的優異傳輸頻率，奠定離散電晶體與二極體的射頻效能標準。

幾年前，業界沒有人想到無線局域網絡(Wi-Fi)、藍牙(Bluetooth)、全球衛星定位系統(GPS)及3G/4G等無線技術，能整合至智能手機及平板設備之類的產品。另外，隨著互聯網工具使用逐漸普及，無線通訊技術和相關設備的互動方式已邁入另一個新階段。

以英飛凌為例，該公司已歷經七個雙極時代的射頻技術演進，反映此技術從60年代后期至最新8寸硅鍺碳(SiGe:C)工藝的大幅轉變(圖2)。硅鍺碳對射頻元件而言是一項重要的工藝技術突破，透過該工藝可提供高達200GHz及0.6dBNFmin@1.8GHz的fT*BVCEO產品。

圖2　射頻芯片硅鍺工藝演進過程

值得關注的是，2008年第一款以射頻互補式金屬氧化物半導體(CMOS)技術、工藝與設計專業知識開發的Bulk CMOS RF開關問世，更徹底改變移動通信前段開關市場，隨后在2012年此技術也進一步升級至130納米。

小型、高整合及多功能設計成趨勢

由于各種無線通訊應用設計持續增加，加上用戶對提高無線使用體驗的需求，包括智能手機、汽車、智能家居、智能電網、醫療與保健等領域皆需要更具智能的連線能力，同時也須整合具備3G、LTE與Wi-Fi功能的智能手機與平板電腦。

據市場分析機構統計，全球Wi-Fi電子產品出貨量正快速成長，年成長率約20%。消費者持續選擇具有Wi-Fi功能的移動設備，Wi-Fi熱點的數量也持續增加，通過新一代傳輸量極高(最低目標1Gbit/s)的802.11ac產品，可提供雙頻段、雙并行(DBDC)無線存取點、路由器與閘道器，Wi-Fi信號將會變得更強。

對已經到來的無線技術，例如IEEE 802.11ac/ad/af、LTE、LTE-Advanced、IMT-Advanced，已改變未來多模式與多頻段多重輸入多重輸出(MIMO)移動設備的射頻架構，并以移動產業處理器界面(MIPI)或DigRF V4界面支持愈來愈多的語音、資料及視頻應用。另外，隨著4G LTE開始應用于日常生活中，估計下一代移動通信技術5G也將于2020年推出，進一步提供更快的傳輸速率。

在目前的射頻元件市場開發中，封裝是極重要的技術，因為消費者不斷追求輕薄短小的移動設備。隨著更多的應用整合至單一平臺，預期射頻元件設計趨勢將聚焦于小型化尺寸、更高的整合度、更多的頻段與模式、更強的抗干擾能力，以及可支持多種新興無線功能共存、多種收發器的控制形式。

總而言之，移動通信與Wi-Fi技術將不斷演化，資料傳輸速率是技術的主要改進要點，包括速度、距離覆蓋范圍與技術標準的提升，皆是射頻芯片商未來的投資重點。