Kas ir RF MEMS un RF SOI tehnoloģijas? Kas ir nākotnes radiofrekvenču tehnoloģijas virsnieks?

Kas ir RF MEMS?

Tā sauktais RF MEMS ir RF produkts, kas apstrādāts ar MEMS tehnoloģiju. Paredzams, ka RF-MEMS tehnoloģija sasniegs augstu integrācijas pakāpi ar MMIC, ļaujot izveidot sistēmas integrācijas mikroshēmu (SOC), kas integrē informācijas iegūšanu, apstrādi, pārsūtīšanu, apstrādi un izpildi. Saskaņā ar mikroelektronikas tehnoloģijas koncepciju, ne tikai vafeļu līmeņa ražošana un masveida ražošana, bet arī priekšrocības ir zemas cenas, mazs izmērs, viegls svars un augsta uzticamība. RF MEMS ierīces var iedalīt divās galvenajās kategorijās: vienu sauc par pasīvo MEMS, un tās struktūrai nav kustīgu daļu; otru sauc par aktīvo MEMS, kam ir kustīga struktūra. Elektriskā stresa ietekmē kustīgās daļas deformējas vai pārvietojas. Tās galvenās apstrādes tehnoloģijas ir iedalītas četrās kategorijās: plakanas apstrādes tehnoloģija, lielapjoma silīcija korozijas tehnoloģija, cietās fāzes savienošanas tehnoloģija un LIGA tehnoloģija.

Radiofrekvenču mikroelektromehāniskā sistēma (RF MEMS) ir viena no nozīmīgākajām MEMS tehnoloģijas pielietošanas jomām, un kopš 1990. gadiem tā ir bijusi arī pētniecības vieta MEMS jomā. RFMEMS tiek izmantots signālu apstrādei radiofrekvenču un mikroviļņu frekvences ķēdēs, un tā ir tehnoloģija, kas būtiski ietekmēs esošo radaru un sakaru radiofrekvenču struktūru. Līdz ar informācijas laikmeta atrašanos bezvadu sakaru jomā, īpaši mobilo sakaru un satelītsakaru jomā, ir steidzami vajadzīgas jaunas ierīces ar mazu enerģijas patēriņu, ultraminiaturizāciju un plakanas struktūras, kuras var integrēt ar signālu apstrādes shēmas. Pārklāj plašas frekvenču joslas, ieskaitot mikroviļņu krāsni, milimetru vilni un submilimetra viļņu. Tomēr pašreizējās sakaru sistēmās joprojām ir liels skaits neaizvietojamu atsevišķu mikroshēmu sastāvdaļu, piemēram, induktori, maināmi kondensatori, filtri, savienotāji, fāzes pārslēdzēji, slēdžu bloki utt., Kas ir kļuvuši par sašaurinājumu, kas ierobežo turpmāku sistēmas lielums. Paredzams, ka RF MEMS tehnoloģijas parādīšanās atrisinās šo problēmu. Pasīvās ierīces, kas ražotas, izmantojot RF MEMS tehnoloģiju, var tieši integrēt vienā un tajā pašā mikroshēmā esošajās aktīvajās ķēdēs, lai panāktu augstu radiofrekvenču sistēmu integrāciju mikroshēmā, novērstu parazītiskos zaudējumus, ko rada atsevišķas sastāvdaļas, un patiesi panāktu augstu kohēziju, un zems savienojums var ievērojami uzlabot sistēmas veiktspēju.

Kādas ir RF SOI priekšrocības salīdzinājumā ar RF MEMS?
Pirmkārt, RF SOI process var darboties ļoti augstā frekvencē, Ft / Fmax atbilst prasībām, kas 3 līdz 5 reizes pārsniedz viļņu milimetru darbības frekvenci; RF SOI var panākt ierīču sakraušanu, tādējādi vienlaikus uzlabojot jaudas un energoefektivitātes koeficientu; treškārt, RF SOI Procesā izmantotais substrāts samazina parazitāros efektus, tāpēc ražotajai RF mikroshēmai ir augstāks kvalitātes faktors, mazāki zudumi un labāks trokšņa rādītājs. Tajā pašā laikā šis substrāts arī uzlabo produkta izolācijas līmeni un linearitāti; ceturtkārt, RF SOI var integrēt loģikas un vadības funkcijas, kuras nevar sasniegt ar GaAs tehnoloģiju. Tāpēc lietojumprogrammā GaAs ierīces jāaprīko ar vadības mikroshēmu. Izmantojot RF SOI tehnoloģiju, mikroshēmā var integrēt PA un vadības funkcijas. Samazinot izmaksas, tas arī ietaupa vērtīgo PCB platību. Visbeidzot, RF-SOI ir aizmugures vārtu neobjektivitātes funkcija, ko var izmantot, lai precīzi noregulētu milimetru viļņu radiofrekvenču ķēdi, lai apmierinātu lietošanas vajadzības.

Pārskatot Ķīnas viedtālruņu nozares attīstības vēsturi, Simao Technology ģenerāldirektors Vangs Čingju norādīja, ka, palielinoties viedtālruņu skaitam, strauji pieaudzis arī pieprasījums pēc RF-SOI, kas Ķīnai ir devis retu iespēju attīstīt RF-SOI. Iespējas, taču ir arī daudz izaicinājumu.

Kura no šīm divām tehnoloģijām ir piemērotāka nākotnei?
　　 RF ierīču un ražošanas procesu tirgus sakarst, un šī tendence ir īpaši acīmredzama diviem galvenajiem komponentiem, ko izmanto viedtālruņu-RF komutācijas ierīcēs un antenu uztvērējos. RF ierīču ražotāji un viņu lietuvju partneri mūsdienu 4G bezvadu tīklos turpina ieviest tradicionālās RF komutācijas mikroshēmas un uztvērējus, kuru pamatā ir RF SOI procesa tehnoloģija. Nesen GlobalFoundries ieviesa 45 nm RF SOI procesu nākotnes 5G tīkliem. RF SOI ir silīcija uz izolatora (SOI) tehnoloģijas RF versija, kas izmanto iebūvētā izolācijas substrāta augstās pretestības īpašības.

Lai mainītu tirgus struktūru, Cavendish KineTIcs, nespējīgs IC dizaina uzņēmums, laiž klajā jaunas paaudzes RF produktus un antenu uztvērējus, kuru pamatā ir alternatīvais process RF MEMS.

RF slēdzis un uztvērējs ir divas galvenās sastāvdaļas mobilā tālruņa RF priekšējā modulī. RF front-end integrē sistēmas sūtīšanas / saņemšanas funkciju. Starp tiem RF slēdzis novirza bezvadu signālu, un uztvērējs palīdz pielāgot antenu jebkurai frekvenču joslai.

Pat neņemot vērā izmaiņas RF iekārtās un procesu tipos, mūsdienu RF tirgus izaicinājumi ir pietiekami biedējoši. Cavendish KineTIcs prezidents un izpilddirektors Pols Dals Santo sacīja: “Pirms dažiem gadiem RF bija diezgan vienkāršs dizains, taču tagad viss ir krasi mainījies. Pirmkārt, jūsu RF priekšpusei ir jāapstrādā ļoti plašs diapazons. Frekvenču josla ir no 600 MHz līdz 3GHz. Līdz ar progresīvākas 5G tehnoloģijas parādīšanos frekvenču josla tiks vēl paplašināta līdz 5GHz līdz 60GHz. Tas rada dažus neticamus izaicinājumus front-end RF dizaineriem. "

Mobilo tālruņu ražotājiem ir jāsaskaras ar šo problēmu, jāveic kompromisi un jāapsver jaunu komponentu izvēle. Konkrēti, RF komutatoriem un antenu uztvērējiem to var attiecināt uz divām tehnoloģijām - ierīcēm, kuru pamatā ir RF SOI process un RF MEMS process.

RF SOI ir ražošanas process, kas pašlaik tiek izmantots. Ierīces, kuru pamatā ir RF SOI tehnoloģija, var izpildīt pašreizējās prasības, taču tām sāk rasties dažas tehniskas problēmas. Turklāt tirgū joprojām pastāv cenu spiediens. Tā kā ierīces migrē no 200 mm uz 300 mm plāksnēm, tas arī radīs dažas problēmas.

Turpretim RF MEMS ir dažas interesantas īpašības, un dažās jomās tā ir guvusi panākumus. Faktiski Cavendish KineTIcs teica, ka Samsung un citi OEM izmanto tā MEMS antenas uztvērēju, kura pamatā ir RF MEMS process.

Chris Anallor, Strategy AnalyTIcs analītiķis, sacīja: "RF MEMS var nodrošināt ļoti zemu pretestību, tādējādi samazinot ievietošanas zudumus. Tomēr RF MEMS trūkst ražošanas pieredzes, un liela apjoma bezvadu sistēmu oriģināliekārtas ražotāji akli nepievērsīsies jauniem tehnoloģijas un mazie piegādātāji maksā. Protams, salīdzinot ar RF SOI ierīcēm, RF MEMS cenai jābūt pietiekami konkurētspējīgai, taču ir vēl viens būtisks šķērslis, kas OEM ir jāpārbauda produkta uzticamība un vajadzīgi uzticami piegādes avoti. "

RF priekšējā daļa
Viedtālruņi ir liels tirgus, kas biznesa vidē sajauc RF slēdžus, antenu uztvērējus un citas sastāvdaļas. Tās datus ir vērts apskatīt. Saskaņā ar Pacific Crest Securities datiem 2017. gadā sagaidāms, ka viedtālruņu sūtījumu skaits pasaulē pieaugs par 1%. 2016. gadā viedtālruņu gada pieauguma temps bija tikai 1.3%.

No otras puses, saskaņā ar Yole Développement datiem viedtālruņu RF priekšgala moduļu / komponentu tirgus lielums ir paredzēts no 10.1 miljarda USD 2016. gadā līdz 22.7 miljardiem USD 2022. gadā. Saskaņā ar Strategy Analytics datiem 2016. gadā RF sadales ierīču tirgus vērtība bija USD 1.7 miljardi.

Tā kā OEM turpina viedtālruņiem pievienot vairāk RF komponentu, RF tirgus pieaug. "Daudzjoslu LTE kļūst populāra arī zemas klases ierīcēm," sacīja Teilors no Strategy Analytics. "RF komutatoru komponentu tirgus pieaug."

Mobilo tālruņu tīkla pārejas uz 4G vai Long Term Evolution (LTE) procesā katram mobilajam tālrunim ir palielinājies RF komutācijas ierīču skaits. "Sūtījumu vienība, par kuru mēs runājam, ir ļoti liela," sacīja Teilors. "Mūsdienās lielāko daļu RF komutācijas ierīču (ne visas) izmanto mobilajos tālruņos, un lielākā daļa no tām izmanto RF SOI ražošanas procesus. RF MEMS joprojām ir jauna lieta, un tā ir nenozīmīga salīdzinājumā ar RF SOI slēdžiem."

Neskatoties uz milzīgajiem RF komutatoru sūtījumiem, tirgus konkurence ir sīva un cenu spiediens ir lielāks. Teilors sacīja, ka šo ierīču vidējā pārdošanas cena (ASP) ir 10 līdz 20 centi.

Tajā pašā laikā vienkāršā sistēmā RF priekšgals sastāv no vairākiem komponentiem - jaudas pastiprinātājs, zema trokšņa pastiprinātājs (LNA), filtrs un RF slēdzis.

GlobalFoundries tehniķis Rendijs Volfs nesenā uzrunā teica: "Jaudas pastiprinātāja galvenais mērķis ir nodrošināt, ka ir pietiekami daudz enerģijas, lai jūsu signāls vai informācija nonāktu galamērķī.

LNA pastiprina nelielu antenas signālu. RF slēdzis novirza signālu no vienas sastāvdaļas uz otru. "Filtrs novērš jebkādu nevēlamu signālu iekļūšanu aizmugurē," sacīja Vilks.

Mobilajos tālruņos 2G un 3G bezvadu tīklu radiofrekvenču funkcijas ir ļoti vienkāršas. 2G ir tikai četras frekvenču joslas, un 3G ir piecas frekvenču joslas. Bet 4G ir vairāk nekā 40 frekvenču joslas. 4G ne tikai apvieno 2G un 3G frekvenču joslas, bet arī pārnēsā virkni 4G frekvenču joslu.

Turklāt mobilo sakaru operatori ir izmantojuši tehnoloģiju, ko sauc par operatoru apvienošanu. Operatoru apvienošana apvieno vairākus kanālus vai komponentu nesējus lielos datu cauruļvados, lai bezvadu tīklos panāktu lielāku joslas platumu un ātrāku datu pārraides ātrumu.

Lai tiktu galā ar vairākām frekvenču joslām un nesēju apvienošanu, OEM ražotājiem nepieciešami sarežģīti RF priekšgala moduļi. Mūsdienu RF priekšgala moduļos tiks integrēti divi vai vairāki daudzmodu un daudzjoslu jaudas pastiprinātāji, kā arī vairāki slēdži un filtri. "Tas ir atkarīgs no izmantotās RF arhitektūras. Jaudas pastiprinātāju skaitu nosaka mobilā tālruņa adresējamās reģionālās frekvenču joslas." Qorvo mobilā stratēģiskā mārketinga vadītājs Abhiroops Dutta sacīja: "Izmantojot vienu SKU, lai tiktu galā ar daudzreģionālu / globālu mobilo sakaru tirgu, tipiskam" pilna Netcom "mobilajam tālrunim ir ļoti plašs frekvenču joslas pārklājums. Īstenojot tipisko integrēto RF priekšējo šī mobilā tālruņa gala modulis, inženierzinātņu izvēle ir izmantot RF priekšējo daļu ar apakšjoslas moduli, lai apmierinātu dažādas prasības attiecībā uz augstas, vidējas un zemas frekvences joslām.

Turpretī ir vēl viena situācija, kad viedtālruņu ražotāji var izstrādāt īpašus tālruņus īpašiem tirgiem. "Piemērs ir mobilais tālrunis Ķīnas cietzemes tirgum. Šajā gadījumā RF priekšpusei ir jāatbalsta reģionam unikāla frekvenču josla," sacīja Dutta.

Pēc Cavendish Kinetics datiem, LTE mobilajos tālruņos ir divas antenas, galvenā antena un daudzveidības antena. Būtībā galveno antenu izmanto funkciju pārraidīšanai / saņemšanai, un dažādības antenu izmanto, lai palielinātu mobilā tālruņa lejupsaites datu pārraides ātrumu.

Faktiskajā darbībā signāls vispirms sasniedz galveno antenu un pēc tam pāriet uz antenas uztvērēju, kas ļauj sistēmai pielāgoties jebkurai frekvenču joslai. Pēc tam signāls nonāk virknē RF slēdžu. "Tas pārveido par piemērojamo frekvenču joslu, kuru vēlaties izmantot, piemēram, GSM, 3G vai 4G," sacīja Vilks no GlobalFoundries. "No turienes signāls nonāk filtrā, pēc tam jaudas pastiprinātājā un visbeidzot uztvērējā."

Ņemot vērā šo sarežģītību, mobilo tālruņu ražotāji saskaras ar dažām problēmām, un enerģijas patēriņš un lielums ir kritiski svarīgi. "Šīs sarežģītības dēļ signāls cietīs vairāk zaudējumu priekšējā galā, kas negatīvi ietekmēs jūsu uztvērēja kopējo trokšņa rādītāju," sacīja Vilks.

Acīmredzot RF slēdzim ir galvenā loma šīs problēmas risināšanā. Viedtālrunī var būt vairāk nekā 10 RF komutācijas ierīces. Pamata RF slēdzis izmanto viena pola viena metiena (SPST) konfigurāciju. Tas ir vienkāršs ieslēgšanas / izslēgšanas slēdzis.

Mūsdienās OEM ražotāji izmanto sarežģītākus slēdžu veidus. Rons * Kofs ir galvenais RF slēdžu indikators. Saskaņā ar Peregrine Semiconductor teikto: "Rons * Kofs atspoguļo, cik liels zudums (Rons vai pretestība) rodas RF signālā, kad slēdzis ir ieslēgts, un cik daudz enerģijas RF signāls izplūst caur kondensatoru, kad slēdzis ir stāvoklī "izslēgts" (Zārka vai izslēgšanas kapacitāte). "

Kopumā OEM ražotājiem ir nepieciešams RF slēdzis bez ievietošanas zudumiem un laba izolācija. Ievietošanas zudums attiecas uz signāla jaudas zudumu. Ja RF slēdzis nenodrošina labu izolāciju, sistēma var saskarties ar traucējumiem. “Kopumā RF front-end izaicinājums ir atbalstīt arvien pieaugošās veiktspējas prasības un sekot līdzi jaunajiem standartiem un pieaugošajam frekvenču joslas pārklājumam. Ne tikai tas, ka mobilie tālruņi kļūst plānāki, RF risinājumu iepakojuma lielums samazinās. Qorvo Dutta sacīja, ka galvenie rādītāji, piemēram, ievietošanas zudumi, antenas jauda un izolācija, joprojām ir virzītājspēks RF produktu portfeļa risinājumu nepārtrauktai attīstībai.

šķīdums
Mūsdienās mobilo tālruņu jaudas pastiprinātājā galvenokārt tiek izmantota gallija arsenīda (GaAs) tehnoloģija. Pirms dažiem gadiem oriģināliekārtu ražotāji migrēja tādus ražošanas procesus kā radiofrekvenču slēdžus no GaAs un safīra (SoS) uz RF SOI. GaAs un SoS ir SOI varianti, un, tā kā RF slēdži kļūst arvien sarežģītāki, šie divi procesi kļūst pārāk dārgi.

RF SOI atšķiras no pilnībā izsmelta SOI (FD-SOI) un ir piemērots digitālām lietojumprogrammām. Līdzīgi kā FD-SOI, arī RF SOI substrātā ir ļoti plāns izolācijas slānis, kas var sasniegt augstu sadalīšanās spriegumu un zemu noplūdes strāvu.

Pēteris Rabbeni, GlobalFoundries RF biznesa nodaļas vadītājs, sacīja: "Mobilo sakaru tirgus joprojām ir optimistisks attiecībā uz RF SOI, jo tas var nodrošināt zemu ievietošanas zudumu, zemas harmonikas un augstu linearitāti plašā frekvenču diapazonā, panākot labu sniegumu un izmaksu lietderību. "

Mūsdienās tādi uzņēmumi kā Qorvo, Peregrine un Skyworks nodrošina RF slēdžus, kuru pamatā ir RF SOI. Parasti RF komutatoru ražotāji šo produktu ražošanai izmanto lietuves. GlobalFoundries, STMicroelectronics, TowerJazz un UMC ir līderi RF SOI lietuvju biznesā.

Tāpēc oriģināliekārtu ražotājiem ir vairākas izvēles iespējas sastāvdaļu piegādātājiem un lietuvju izstrādājumiem. Parasti lietuves nodrošina RF SOI procesus, aptverot mezglus no 180 nm līdz 45 nm un dažādu lielumu vafeles.

Izlemšana, kuru mezglu izmantot, ir atkarīgs no konkrētās lietojumprogrammas. UMC biznesa vadības viceprezidents Vu Kuns sacīja: "Attiecībā uz RF SOI tehnoloģijas specifikāciju viss ir jāapsver tehniskie risinājumi, kas piemēroti termināļa lietojumiem no tehniskās veiktspējas, izmaksu un enerģijas patēriņa viedokļa."

Pat ja ir vairākas iespējas, RF slēdžu ražotāji saskaras ar dažām problēmām. RF slēdzis satur lauka tranzistoru (FET). Tāpat kā lielāko daļu ierīču, arī FET ietekmē nevēlama kanālu pretestība un kapacitāte.

RF slēdžos FET izmanto kaudzītēs. Vispārīgi runājot, mūsdienu RF slēdžos ir sakrauti 10 līdz 14 FET. Pēc ekspertu domām, palielinoties FET skaitam, ierīcēm var rasties problēmas, kas saistītas ar ievietošanas zudumu un pretestību.

Vēl viena problēma ir kapacitāte. Skyworks 2014. gadā publicēja rakstu "Jaunākie SOI tehnoloģijas attīstības virzieni un nākotnes tendences RF lietojumprogrammās" teikts: "RF slēdžos 30% vai vairāk nevēlamās kapacitātes rodas no ierīces savienojuma. Starpsavienojums ir metāls. slāņa vai mikro vadu shēma, ieskaitot RF SOI slēdžus.

Parasti 4G mobilajos tālruņos galvenais RF slēdžu ražošanas process ir 180 nm un 130 nm mezgli uz 200 mm plāksnēm. Daudzi (bet ne visi) savstarpēji savienojošie slāņi ir balstīti uz alumīniju. Alumīnija savienojumi IC nozarē tiek izmantoti daudzus gadus un ir lēti, taču tiem ir arī lielāka kapacitāte.

Tādēļ RF ierīcēs vara tiek izmantots izvēlētos slāņos. Varš ir labāks vadītājs, un tam ir mazāka pretestība nekā alumīnijam. Ng teica: "Tradicionālā metāla kaudze, ko izmanto 130 nm RF CMOS procesa izstrādājumos, ietver rentablus alumīnija savienojuma slāņus un ar veiktspēju saistītus vara savienojuma slāņus." Tas ir labākais risinājums, lai līdzsvarotu izmaksas un veiktspēju. RF SOI risinājumi parasti satur noteiktu skaitu alumīnija metāla slāņu un vienu vai vairākus vara slāņus.

Parasti varu izmanto kā īpaši biezu metāla slāni augšējā slānī, lai palīdzētu uzlabot pasīvās ierīces veiktspēju. Viņš teica: "Vislabāk ir izmantot biezu virsējo metālu, piemēram, varu, kas var samazināt omu zudumus un uzlabot veiktspēju."

Nesen RF iekārtu ražotāji ir pārvietojušies no 200 mm uz 300 mm vafelēm, un arī viņu procesa mezgli ir pārvietoti no 130 nm līdz 45 nm. Parasti 300 mm lielie materiāli izmanto tikai vara savienojumus.

Izmantojot tikai vara savienojumus, RF slēdžu ražotāji var samazināt kapacitāti. Tomēr 300 mm vafeles ir palielinājušas ražošanas izmaksas, izraisot dažas pretrunas tirgū. No vienas puses, izmaksu ziņā jutīgiem mobilo tālruņu ražotājiem ir nepieciešami RF slēdži, lai saglabātu zemas cenas. No otras puses, RF komutācijas iekārtu ražotāji un lietuves cer saglabāt peļņu.

"Mūsdienās ļoti maz RF SOI ierīču tiek ražotas uz 300 mm plāksnēm," sacīja Ng. "Šādai situācijai ir daudz iemeslu, tostarp 300 mm RF SOI substrāta izmaksas / pieejamība un infrastruktūra, kas atbalsta pēc silīcija ražošanu. Tomēr mēs sagaidām, ka nākamajos gados šīs problēmas būs nozīmīgas. Iepriekš minētais ir un pēc tam lielākā daļa lielapjoma RF SOI lietojumprogrammu tiks migrētas uz 300 mm plāksnēm.

Pirms tam nozare var saskarties ar piedāvājuma un pieprasījuma problēmu 300 mm. "Mēs uzskatām, ka, pirms vairāk produkcijas pāriet uz 300 mm plātnēm, tirgus vienmēr saskarsies ar nepietiekama piedāvājuma problēmu. Tas, cik ātri tiek uzsākta ražošanas jauda un cik liels ir pieprasījums, tiks atspoguļots pretrunā starp piedāvājumu un pieprasījumu." Viņš teica.

Mūsdienu RF SOI process ir piemērots 4G mobilajiem tālruņiem. GlobalFoundries cer izcelties 5G konkursā un nesen uzsāka 45 nm RF SOI procesu 5G lietojumprogrammām. Šajā procesā tiek izmantots SOI substrāts, kas bagātināts ar augstas pretestības akām.
5G ir 4G tīklu jauninājums. Šodienas LTE tīkla frekvenču josla ir no 700 MHz līdz 3.5 GHz. Turpretī 5G ne tikai pastāvēs līdzās LTE, bet arī darbosies milimetru viļņu joslā no 30 GHz līdz 300 GHz. 5G palielinās datu pārraides ātrumu līdz vairāk nekā 10 Gb / s, kas ir 100 reižu lielāks nekā LTE ātrums. Bet 5G liela mēroga ieviešana ir gaidāma 2020. gadā un pēc tam.

Jebkurā gadījumā 5G ir nepieciešams jauns komponents. "(45 nm RF SOI) galvenokārt ir vērsts uz 5G milimetru viļņu priekšējo daļu. Tas integrē PA, LNA, komutatoru un fāzes pārslēdzēju, lai izveidotu integrētu milimetru vadāmu staru pārveidotāju 5G sistēmām." sacīja Rabbeni no GlobalFoundries.

5G ir arī citi risinājumi, un RF MEMS ir viens no tiem. Turklāt TowerJazz un Kalifornijas Universitāte, Sandjego, nesen demonstrēja 12Gbps 5G fāzētu bloku mikroshēmu. Mikroshēmojumu komplekts izmanto TowerJazz SiGe BiCMOS tehnoloģiju.

Kurš process uzvarēs? Tikai laiks mums atbildēs. "Nav skaidrs, vai RF MEMS ir priekšrocība 5G lietojumprogrammās," sacīja Teilors no Strategy Analytics.

Kas ir RF MEMS?
RF slēdži, kuru pamatā ir RF SOI, turpinās dominēt, taču jaunajai tehnoloģijai RF MEMS var būt arī noteikta dzīvojamā platība. "Laika gaitā SOI ir guvis neticamus panākumus. Pretestība ir samazinājusies, un linearitāte ir kļuvusi labāka." teica Dal Santo no Kavendišas kinētikas. "Bet SOI slēdža būtība ir tāda, ka tranzistors tiek ieslēgts vai izslēgts. Kad tas ir ieslēgts, veiktspēja nav ļoti laba, un, kad tā ir izslēgta, tā nav ļoti laba.

Daudzus gadus RF MEMS tehnoloģija ir nepārtraukti virzījusies uz priekšu. Šodien Cavendish, Menlo Micro un WiSpry (AAC Technologies) izstrādā RF MEMS mobilajām lietojumprogrammām.

RF MEMS atšķiras no sensoriem balstītiem MEMS, piemēram, žiroskopiem un akselerometriem. Sensors MEMS pārveido mehānisko enerģiju elektriskos signālos. Turpretī RF MEMS veic tikai signāla pārraidi.

Sākotnēji tādi uzņēmumi kā Cavendish izmantoja RF MEMS tehnoloģiju antenu uztvērēju tirgū, izmantojot RF SOI un citus procesus.

"Ja antena ir fiksēta, mēs nevaram likt tai atbalstīt dažādas nepieciešamās frekvenču joslas. Tāpēc antena ir jāpielāgo," sacīja Dal Santo. "Tagad galvenā metode ir pārslēgšanās, vai nu pārslēgšanās starp dažādiem fiksētiem kondensatoriem, vai pārslēgšanās starp dažādiem fiksētiem induktoriem. Problēma ir tā, ka antena ir ierīce ar augstu Q līmeni. Jums jābūt piesardzīgam, pretējā gadījumā tas zaudēs radiācijas veiktspēja. "

Turpretī Kavendišas skaņotājam ir 32 dažādi kapacitātes diapazoni. "Tie ir pilnībā programmējami un tiem ir ļoti laba augstas Q veiktspēja. Tāpēc radiācijas veiktspējas zudumi ir ļoti mazi. Tos var izmantot, lai pielāgotu antenu vajadzīgajam frekvences diapazonam." Viņš teica.

Raugoties nākotnē, Cavendish plāno pieņemt RF SOI ierīces lielākajā RF komutācijas laukā. Viņš teica: "Ja jūs nomainīsit RF SOI ar reālu slēdzi, tas ir MEMS slēdzis, un jūsu uztvērēja vai raidītāja ievietošanas zudumi tiks samazināti." Viņš teica.

Tomēr, vai RF MEMS ierīces aizstās RF SOI balstītas ierīces? Šajā jautājumā TowerJazz var sniegt zināmu ieskatu. TowerJazz nodrošina tradicionālo RF SOI tehnoloģiju un ir arī Cavendish RF MEMS ierīču liešanas uzņēmums.

"RF MEMS un RF SOI var būt nelielas pārklāšanās, sacenšoties par vienām un tām pašām lietojumprogrammām. Parasti tie ir papildinoši. RF MEMS tiek izmantots visprasīgākajām lietojumprogrammām, un RF SOI tiek izmantots pārējām lietojumprogrammām," TowerJazz teica Marco Racanelli , RF / Augstas veiktspējas analogu biznesa nodaļas vecākais viceprezidents un galvenais vadītājs.
"RF SOI tehnoloģija turpinās attīstīties, un tā joprojām ir pieejama RF komutācijas lietojumprogrammām un dažiem zemu trokšņu pastiprinātāju tirgiem," sacīja Racanelli. "Tomēr dažās īpašās lietojumprogrammās alternatīvas tehnoloģijas, piemēram, SiGe zema trokšņa pastiprinātājiem un MEMS slēdžiem, var nodrošināt labāku linearitāti vai mazāku zudumu. Īsāk sakot, RF SOI turpinās būt paplašinošs tirgus. Pakalpojumi, arī citas tehnoloģijas tiks attīstītas . "
RF MEMS ir ieņēmis vietu antenu uztvērēju tirgū, un vēl jāpārbauda, vai tas var paplašināt savas antenas arī RF komutatoru biznesā. "Nākotnē, salīdzinot ar iebūvēto RF SOI, RF MEMS var palīdzēt palielināt mobilo tālruņu datu pārraides ātrumu, nodrošinot lineārākus un mazāku zudumu slēdžus." Viņš teica. "RF MEMS ar metāla plāksnēm var tieši sazināties stāvoklī" ieslēgts ", lai izveidotu metāla, zema zuduma, lineāru savienojumu. Augstāka linearitāte ļauj vairāk frekvenču joslu un sarežģītākas modulācijas shēmas, tādējādi palielinot tālruņa datu pārraides ātrumu.