W niższych pasmach, np. 600 MHz konstrukcja anteny, baluna i układu strojenia będzie stanowić wielkie wyzwanie inżynierskie właśnie z uwagi na wymiary. Z kolei w górnych pasmach problemów może przysporzyć konieczność jednoczesnego działania toru radiowego w wielu kanałach dla realizacji techniki 4×4 MIMO, niezbędnej dla zapewnienia wysokiej przepustowości komunikacji. To wszystko oznacza większe upakowanie w modułach radiowych front end wykonywanych jako system-in-package (SiP), a więc nowych rozwiązań obudów pozwalających umieścić wiele struktur i komponentów w małej objętości.
Obudowy SiP dla układów w.cz. można podzielić na dwa segmenty: pierwszego poziomu - na poziomie struktur - stosuje się je do zamykania elementów, takich jak fltry, przełączniki, wzmacniacze i struktury chipów, oraz 2 poziomu, który jest wykonywany na poziomie procesu SMT, gdzie różne obudowy z poziomu 1 są montowane na podłożu SiP razem z podzespołami pasywnymi.
W obudowach SiP montowane są: PAMiD (moduł wzmacniacza mocy z zintegrowanym duplekserem), PAM (moduł wzmacniacza mocy), Rx DM (receive diversity module), ASM (switchplexer; moduł przełącznika antenowego), antenapleksery, LMM (wzmacniacz niskoszumowy z modułem multipleksera), MMMB PA (wielomodowy, wielopasmowy wzmacniacz mocy) i moduły front-end na zakres mikrofalowy. Pakowanie komponentów do obudów SiP wykonują głównie specjalizowane firmy usługowe, tzw. OSAT (Outsourced Semiconductor Assembly and Test), a więc firmy takie, jak ASE, Amkor, JCET, SPIL, PTI, TSHT, Kyec, Utag, ChipMOS. Rynek tych usług - 1. i 2. poziom - wyniósł w 2018 roku 3,3 mld dolarów. Według Yole Developpement wzrośnie on w okresie 2018-2023 średnio o 11,3%, do wartości 5,3 mld dolarów.
Aktualnie jeden SiP FEM (Front End Module) dla LTE zawiera od 10 do 15 struktur zmontowanych z wykorzystaniem kulek flip-chip na podłożach organicznych zawierających od 8 do 18 warstw. W niektórych rozwiązaniach wzmacniacz mocy jest montowany za pomocą bondingu poza podłożem organicznym i przyklejany do wkładki miedzianej. Całość jest ekranowana i pokrywana lakierami konformalnymi. Wersje dla 5G będą jeszcze bardziej upakowane, a komponenty w obudowie SIP będą montowane do podłoża organicznego po obu stronach.
Jednym z ważniejszych problemów technologicznych staje się wyprowadzenie z tego układu anteny. Wiele pasm częstotliwości, multipleksowanie kanałów, MIMO, komplikują przyłącze, ułożenie komponentów i połączenia wewnętrzne. Stąd w zakresie mikrofal oczekiwane jest zintegrowanie anteny w obudowie SiP FEM - tzw. antenna-in-package (AiP). Zjawiska i trendy w tym specjalistycznym segmencie rynku pokazujemy na ilustracjach.
