多功能 MMIC：新一代應用享有尺寸、重量、功耗和成本的綜合效益。

在如今競爭激烈的市場中，幾乎每個新專案都會成為工程壯舉。系統設計人員繼續在更小的封裝中要求更多功能，同時還要服務相同甚至更低成本的市場。多功能單晶微波積體電路 (MMIC) 的設計就是為了讓客戶享有經濟實惠且高度整合的裝置，同時還具備與之前單一功能 MMIC 相同的可靠度與效能。工程師們正在加快 MMIC 的發展，以在高度整合的零件中增強功能性，進而讓系統設計人員釋放印刷電路板 (PCB) 的可用空間。此趨勢短時間內不會消退；客戶將繼續要求最佳化的尺寸、重量和功率 (SWaP)，而此難題就落在系統工程師和設計團隊的身上，必須尋找完美的解決方案。

促使此變革的因素為何？

此需求並不會讓單一功能的 MMIC 遭到淘汰，仍可在市面上的眾多應用提供服務，也非常適合進行概念驗證。然而，當今的許多應用，如雷達和商用 5G，面臨著尺寸限制；例如 28 GHz 的相位陣列天線元件只有 5 mm 的間距，因此沒有多少空間可容納多個積體電路 (IC)。由於 PCB 上的空間相當稀少，對更高頻率的需求促成了多功能整合的必要性。

PCB 上單一功能與多功能 MMIC 的對照圖。若使用單一功能 IC，解決方案的尺寸會因為封裝作業空間與外部耦合的關係而受到根本上的限制；在封裝中，作用裝置僅佔一小部分的空間，其他作業空間則用於進行封裝內外部的連接。當今的技術必須隨著每一代的進展，而在尺寸與效能上持續精進。多功能 MMIC 有機會可釋放 PCB 上的額外空間，因此能以更小尺寸，更輕鬆置入不同的封裝中，以滿足客戶的應用需求。這也可在更小尺寸的封裝內進行更多變化，進而為客戶提供更多發展機會。

多功能 MMIC 的外觀與上一代單功能 MMIC 相同；此單一「晶片」跟前一代的 MMIC 一樣，都可讓客戶發揮相同的用途，不同的是各「晶片」可提供的功能數量。精密功能性可帶來更多的空間。

圖 1：多功能 MMIC (右) 佔用的電路板空間比幾個單一功能 MMIC (左) 少。(圖片來源： MACOM Technology Solutions)

整合能讓 PCB 上的寄生損耗降低。如此一來，就可降低過多增益的需求，進而降低系統整體功耗。晶粒封裝的成本會降低，而且介面數也會減少，因此可大幅提升機械性與散熱層面的可靠度 (在許多情況下，會影響總擁有成本)。如果客戶要在板上擁有更多功能或空間，新一代的 MMIC 將是理想選擇。

促使總擁有成本降低。

綜觀整個產業，許多公司正轉用 MMIC，因此客戶需要謹慎挑選供應商。新的整合程度會促使客戶成本降低，但需要差異化的流程以便認清功能性與效能。

在半導體市場共同的趨勢下，整合將促成規模經濟，而規模經濟可促使成本降低。非半導體的成本 (如組裝與測試) 通常更費時費工，因此會隨著生產的個別元件數量而線性調整。減少介面數會減少組裝步驟，也會減少故障點，進而提升產量並減少必要的測試項目。此外，介面現在內建在多功能 MMIC 中，能進一步減輕客戶的測試負擔。封裝也更具成本效益；單一封裝內含有四個功能，比起需要四個不同的封裝，成本幾乎減少四倍。如此一來，簡化的封裝可改善散熱特性，進而降低散熱片的需求，也會減輕整體重量。

可能需要差異化的流程才能在多功能 MMIC 中達到最佳化功能，視關鍵效能目標而定。因此，擁有豐富多樣技術組合的半導體公司，最有實力可為系統設計人員提供最具吸引力的解決方案。廠商可提供技術成熟且合格的各種產品款式，以達到需求的效能，因此系統設計人員是最大的受益者。