从被动天线系统（PAS）向先进或主动天线系统（AAS）的转型趋势已十分明确。这一转变不仅发生在 5G/6G、Wi-Fi 等地面通信领域，也延伸至卫星、航空航天及传感应用场景。

在某些应用场景中，尤其是军事 / 国防、航空航天和星载通信与传感领域，所需的发射功率水平已超出多数半导体技术的能力范围。与此同时，对于许多新兴应用场景，主动天线系统的发展与部分半导体技术的集成度提升，为此前被认为功率过低或不适用的新型天线设计开辟了道路。

主动天线系统的主要发展趋势很可能由 5G/6G 技术演进所推动 —— 当前正部署包含数十甚至上百个天线单元的高复杂度主动天线系统。与结构较简单的传统通信和传感应用（如基站分布稀疏的异构蜂窝通信）相比，这种复杂度和元件数量要求更强调紧凑性、效率和集成能力。

现代主动天线系统设计通常具备多输入多输出（MIMO）和 / 或波束成形能力，这要求射频前端（RFFE）硬件至少作为天线单元的子集，在某些情况下，每个天线单元可能对应独立的射频前端信号链。这意味着在现代主动天线系统解决方案中，每副天线至少包含数个乃至数十个射频前端信号链。每条信号链可能由功率放大器（PA）、低噪声放大器（LNA）、移相器、可变衰减器、开关、环行器 / 隔离器、滤波器、合成器 / 分频器，甚至混频器和振荡器组成。

对于典型的主动天线系统，根据多输入多输出通道数量、天线单元数量及系统设计的不同，射频前端硬件元件数量可能达数百个。若采用分立硬件实现，这些信号链的布线将因连接器和传输线的射频损耗而变得庞大、昂贵且低效，同时也极大增加了故障排查的难度。因此，合乎逻辑的下一步是采用板级硬件实现现代主动天线系统。目前板级主动天线系统解决方案已较为常见，但其效率、外形尺寸或成本通常无法达到预期水平。

主动天线系统的下一个设计目标是基于大规模半导体制造技术的高集成度解决方案。尽管这些高集成度方案仍需采用标准电路板技术构建为主动天线系统，但使用集成度更高的组件可显著减小射频前端硬件的占用空间。此外，更高的集成度还可能带来整体成本的降低，并成为毫米波（mmWave）通信与传感解决方案的推动因素。

半导体领域的这些趋势和变革在 5G 新空口（NR）毫米波系统及基站的实现中得到了充分体现。5G NR 的最新 3GPP 版本除了 sub-6 GHz 的 FR1 频段外，还规定了 24.250 GHz 至 52.600 GHz（FR2-1）和 52.600 GHz 至 71.000 GHz 的毫米波频段。为实现毫米波大规模多输入多输出（mMIMO）基站所需的性能，需要大量射频链路 —— 发射和接收链路可能各达 256 条。

为保持实用的尺寸、重量和功率效率，业界普遍认为实现毫米波大规模多输入多输出基站的唯一途径是依赖高于 sub-6 GHz 多输入多输出技术的集成度。这些技术需要以紧凑高效的形式实现高集成度，并集成相对高功率的功率放大器，同时要求射频链路间具有高隔离度，以及发射 / 接收切换时的低插入损耗（IL）和高隔离度。

绝缘体上硅（SOI）和砷化镓（GaAs）技术适用于毫米波大规模多输入多输出基站中的多种组件 —— 在传统蜂窝基站中，这些组件可能因功率过低、成本过高或超出典型供应链范围而不适用。对于高输出功率的功率放大器，砷化镓和氮化镓（GaN）是绝佳选择，而硅锗（SiGe）和绝缘体上硅则适合毫米波大规模多输入多输出应用所需的约 20 dBm 输出功率水平。

互补金属氧化物半导体（CMOS）技术在该应用中表现较差，因其频率和输出功率性能较弱。然而，CMOS 与数字基带的集成度最高，其次是绝缘体上硅，然后是硅锗。与其他半导体技术相比，绝缘体上硅在隔离性能方面表现突出，其开关器件也以优于氮化镓和砷化镓的插入损耗及功率处理能力而著称。因此，绝缘体上硅可能是实现高集成度毫米波大规模多输入多输出模块的最佳选择之一。

由于砷化镓和氮化镓均基于 III-V 族半导体技术，且缺乏与 CMOS 或其他硅基技术集成的成熟路径，因此被认为集成度最低。不过，目前已有大量研发工作致力于提升氮化镓和砷化镓技术的集成能力，以期在同一芯片上实现高频射频技术与高速数字功能。

主动天线系统复杂度提升及高频通信与传感技术的发展趋势，很可能导致这些应用的射频前端所采用的半导体解决方案发生转变。这一转变将促使部分应用转向使用集成度更高的低功率半导体（如绝缘体上硅）构建更高元件数量的主动天线系统设计，同时也将推动集成度更高的砷化镓和氮化镓技术的进一步发展。