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獨特UltraCMOS工藝促進Peregrine的“智能整合”

2014-11-02
作者:王潔
來源:AET
關(guān)鍵詞: UltraCMOS

    Peregrine 25年來一直專注于解決世界上最難解決的射頻挑戰(zhàn),,致力于推動射頻SOI革命,,在航天、汽車、測試與測量和其他工業(yè)市場提供高效的服務(wù),。UltraCMOS是Peregrine最獨特的技術(shù)之一,,將廣泛使用的半導(dǎo)體技術(shù)和近乎完美的絕緣基片相結(jié)合,,能夠完全整合射頻,、模擬和數(shù)字技術(shù)在一個模塊中。最近,,Peregrine推出了的高線性度射頻開關(guān)PE42722和兩種新的Global 1集成產(chǎn)品,,即真正的直流開關(guān)PE42020和X波段CMOS核心芯片PE82670,都是基于UltraCMOS技術(shù),。

    UltraCMOS技術(shù)的獨特工藝源于采用藍寶石材料做襯底,,在其上進行硅片涂覆生成。同時,,基于UltraCMOS技術(shù)的器件也有著與生俱來的優(yōu)勢:隔離性好,、線性度高和集成度以及穩(wěn)定性更高。有了這種工藝,,使得傳統(tǒng)微波設(shè)計中所不能實現(xiàn)的功能有了實現(xiàn)的可能,,且性能與整合度大大提升。

Peregrine公司營銷副總裁Duncan Pilgrim

    傳統(tǒng)上針對微波的整合專注于微波性能不同的設(shè)計,一般是專門用于單一的功能,,并且?guī)缀醪荒馨鸯o電放電,、電壓調(diào)節(jié)器等“輔助”功能整合進去,而UltraCMOS能更有效率地整合射頻,、模擬和數(shù)字技術(shù),,同時支持多種功能,并能夠促成許多“輔助”功能的整合,,如串行外設(shè)接口,、靜電放電,、電壓調(diào)節(jié)器和電荷泵等,。Peregrine公司營銷副總裁Duncan Pilgrim指出:“相比砷化鎵,采用CMOS工藝來做微波器件,,可以支持很長的頻段,,各頻段調(diào)諧可在里面實現(xiàn),并且CMOS工藝也可以實現(xiàn)微波性能,,因此成本和一致性更好,。”

    由于Peregrine擁有多種設(shè)計方塊和整合,可以將不同市場的要求綜合在一起,,研制通用靈活的產(chǎn)品,,因此不僅某個大批量客戶才能享受這種便利和高效的服務(wù),對小批量客戶一樣提供高效的服務(wù),。

用于DOCSIS3.1設(shè)備的雙頻段架構(gòu)

    基于UltraCMOS技術(shù),,高線性度射頻開關(guān)PE42722可以在有線客戶端設(shè)備(CPE)中實現(xiàn)上行/下行雙頻段架構(gòu)。利用雙頻段架構(gòu),,多業(yè)務(wù)運營商(MSO)可以靈活地為其客戶提供新的和擴展的服務(wù),,同時客戶端設(shè)備符合新的DOCSIS3.1有線行業(yè)標(biāo)準。DOCSIS3.1標(biāo)準規(guī)定的新要求對整個有線行業(yè)的生態(tài)系統(tǒng),,從有線客戶端設(shè)備到基礎(chǔ)設(shè)施,,施加了巨大的壓力。在線性和二次諧波方面除了繼電器之外,,PE42722是目前能達到對諧波高要求的唯一射頻開關(guān),,且克服了繼電器尺寸大、壽命不足的缺陷,。由于支持DOCSIS3.0和DOCSIS3.03.1的開關(guān),,可以簡單并經(jīng)濟、有效地過渡到DOCSIS3.1標(biāo)準,,多業(yè)務(wù)運營商也將從中受益,。

    PE42722的頻率范圍為5~1,794 MHz,它支持的平均輸入功率大于65 dBmV,。開關(guān)的插入損耗很?。ㄔ?218MHz時為0.3 dB),,保留噪聲系數(shù)和接收靈敏度不變,具有出色的信號質(zhì)量,,同時隔離性能很好,,在612MHz時達到40 dB。PE42722消耗的電流很小,,只有130μA,,支持+1.8 V和+3.3 V邏輯信號,工作電壓范圍寬,,為2.3 V~5.5 V,,所有引腳的靜電放電保護高達1.5 kV。

低頻聰穎整合技術(shù):真正的直流開關(guān)

    在UltraCMOS工藝技術(shù)支持下,,PE42020在一塊芯片上整合了多種功能:射頻高性能開關(guān),、模擬直流跟蹤以及數(shù)字控制邏輯和阻抗控制(50歐姆吸收或開路反射阻抗)。

    PE42020是業(yè)界第一個真正過直流的射頻集成開關(guān),,在頻譜的低頻端實現(xiàn)革新,,從0 Hz~8 GHz的頻率范圍都能有效地工作。對于依靠準確度和精密度的市場,,例如測試和測量,,把頻率擴展到這個頻率是極為重要的。真正的直流單刀雙擲開關(guān)能夠處理很大功率,,在0 Hz時能處理30 dBm的功率,,在8 GHz時能處理36 dBm的功率,而且整個頻率范圍的射頻性能和線性度都很好,。此外,,它能夠切換+10 V~-10 V范圍的直流電壓和交流峰值電壓,電流高達80 mA,,在這類產(chǎn)品中,,這是第一個。

    現(xiàn)在提供真正的直流開關(guān)(PE42020)的樣品,,將于2015年年初發(fā)貨,,它已作好準備在測試和測量市場中取代很成問題的機械繼電器和MEMS開關(guān)。

高頻聰穎整合技術(shù):X波段核心芯片

    在頻譜的高頻端,,Peregrine推出業(yè)界第一個集成的X波段CMOS核心芯片PE82670,,以便利用MMIC(單片微波集成電路)設(shè)計技術(shù),實現(xiàn)高精度信號控制,,而功耗最小,。MMIC設(shè)計技術(shù),如Lange耦合器,只有III-V族技術(shù)使用,。在硅片上使用這些被動技術(shù),,由于硅片在較高頻率的損耗特性,一直遇到挑戰(zhàn),。Peregrine使用一種UltraCMOS藍寶石襯底,,解決了這個問題──UltraCMOS藍寶石襯底是近乎完美的絕緣基片,天生適用于集成整合,。在這個X波段核心芯片中,,Peregrine把標(biāo)準的CMOS設(shè)計與被動的單片電路結(jié)合起來,通過真正的聰慧整合技術(shù),,在微波頻率實現(xiàn)了集成,。

    這個高性能的X波段核心芯片把一個七位數(shù)字移相器、一個七位數(shù)字步進衰減器,、隔離性能極好的信號路徑切換功能,、一個緊湊的數(shù)字串行接口控制(真正與CMOS兼容)整合在一塊芯片上,。適用于現(xiàn)代衛(wèi)星及雷達系統(tǒng),,包括合成孔徑雷達(SAR)和相控陣雷達,使用頻譜的X波段,,其用途包括氣象監(jiān)測,、空中交通管制、國防跟蹤和地球觀測,。

    Duncan Pilgrim認為UltraCMOS Global 1是未來手機前端的集成方向,。談及UltraCMOS未來的發(fā)展,Duncan Pilgrim透露,, Peregrine目前正與GlobalFoundries合作研發(fā)第十代SOI(絕緣體上硅)技術(shù),,一般18~24個月更新一代工藝技術(shù),新的技術(shù)將進一步推動未來的“智能整合”,。

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