針對5G應用的強大技術即將閃亮面市

關鍵詞：

射頻、5G、45RFSOI

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雖然我們無法用肉眼看到，但在無線連接和數據通信通常使用的頻率上，電磁頻譜擁塞情況已經變得非常嚴重，導致數據流量堵塞的可能性越來越大，並且越來越具破壞性。令問題更加複雜的是，當今在6 GHz以下頻率工作的無線設備和網路本質上不適合下一代應用需求。

解決方案是利用頻譜的毫米波頻段（30至300 GHz）來提供更多帶寬。大家久聞大名的5G標準正在制定中，目標就是為這種所謂「毫米波頻段」的應用建立一條共同的發展道路。

然而，開發能夠勝任的技術並非易事，特別是對於移動應用來說。一個問題在於超高頻率會遭受高傳播損耗，這意味著需要高功率輸出。但智能手機之類的電池供電設備同樣要求高能效，這二者很難同時達成。另一個問題在於毫米波傳輸很容易被建築物或其他物體阻擋，因此必須形成精密的「鉛筆」型波束，以便相控陣天線輻射和接收。

格芯推出45nm RFSOI技術平台(45RFSOI)，適用於下一代RF和毫米波應用，例如：5G基站和智能手機中的集成前端模塊(FEM)和波束成形器、寬頻衛星通信相控陣終端、汽車雷達及其他正在開發中的高性能有線和無線應用。

45RFSOI技術經過全面認證，已準備好投入生產，我們已經就一些應用與主要客戶展開合作。預計今年晚些時候開始首批量產，今年和明年將有多家客戶開始提高產量。

工藝設計套件現已推出，季度多項目晶圓運行也已開始，可用於快速原型開發，方便客戶儘早評估硬體結果。

技術亮點

45RFSOI的美妙之處在於，它是45nm部分耗盡型SOI伺服器級基線300mm技術的產物，該技術已經在格芯多家晶圓廠量產了十年。我們對其在毫米波應用中的使用進行了廣泛評估，並增加了以RF為中心的賦能、器件和技術特性，使其能夠比競爭技術更好地滿足即將到來的5G需求。

例如，45RFSOI平台將高頻晶體管（ft/fmax分別為305/380 GHz）與高電阻率SOI襯底和RF友好型金屬互連結合在一起，提供出色的RF性能。它有超厚頂層銅互連以支持最佳傳輸線路設計，該互連還能改善雜訊隔離和諧波抑制，從而實現極低雜訊放大器(LNA)。

同時，為了降低功耗要求、物理尺寸和成本，45RFSOI可以輕鬆集成很多特性，例如功率放大器(PA)、開關、LNA、移相器、上/下變頻器和壓控振蕩器/鎖相環(VCO/PLL)。

SOI技術將晶體管與襯底進行電隔離，這不同於將襯底用作公共節點的標準CMOS技術。因此，RFSOI晶體管可以堆疊以實現更高的擊穿電壓和功率處理能力，這對於PA、LNA和開關等波束成形前端電路尤其重要。

此外，由於45RFSOI能夠實現非常強大且高度集成的晶元，故與其他技術相比，天線陣列需要的晶元更少，讓客戶可以構建尺寸更小、成本效益更高的相控陣系統。

系列RF解決方案

45RFSOI是格芯針對RF應用提供的最新技術解決方案。格芯擁有業界最廣泛的射頻代工工藝，包括45RFSOI和8SW RFSOI、硅鍺(SiGe)和RF-CMOS技術。

這些技術涵蓋各種各樣成熟先進的節點，提供RF優化選項、廣泛的ASIC設計服務和基礎知識產權(IP)。

不過，它們最重要的特點是幫助客戶應對困難的技術挑戰，幫助他們更好地抓住市場機遇。

毫米波應用 – 相控陣天線系統

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