RF射頻CMOS工藝能否替代砷化镓工藝?

日期:2018-06-20 

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隨著移動終端的敏捷發展,類似于WIFI、LTE對射頻前端的技術要求也越來越高,而包含功率放大器、天線開關、低雜訊放大器等射頻元件所涵蓋的頻段處理通道也比曾经更多,這種情況下越來越多的射頻元件廠商在尋找更高性價比的计划。
现在,PCBA上大部分的器材都能够运用矽來制作,只要射頻部分沒有辦法运用,干流都是选用砷化镓(GaAs)的工藝來制作。但是因为砷化镓工藝所需求的资料比較稀缺,不管是资料本钱和制作本钱都比較高,對于生産線的要求也很高。據了解,最近4GLTE的PA缺貨,首要就是因为用砷化镓工藝受资料的约束,産能無法滿足。
根據調研機構的數據,到2013年全球选用矽工藝制作的IC産品收入達到430億美金,而砷化镓工藝則小于10億美金。拓撲産業研究院預計,至2016年CMOS功率放大器的市占率將逐渐提升到15~20%。
此外,華爲預測到2025年,物聯網的整個市場規模能够達到1千億美金,規模越大,對産品的本钱要求也越高。
思科則預測2020年整個物聯網市場會到500億美金,意味著500億個左右的Device。這樣就是說每一個Device的射頻前端本钱是不能超過1個美金的。假如要系統産品的價格低于一個美金,意味著射頻前端的本钱要十分十分低。現在市面上,一個砷化镓的射頻前端在物聯網上的應用大概是8~9毛,要實現這一目標只要想辦法把射頻前端降下來。
在這種情況下,業界很早就將目光投向矽,因爲矽的资料是沙子,取之不盡用之不竭,并且對于晶圓廠來說CMOS工藝也是最爲老练的,能够直接选用晶圓廠的Wafer。高通資深行銷總監Carson就表明,射頻前端系統的主操控端首要還是在于數據機渠道,现在LTE數據機早已遍及选用CMOS職稱,因而若射頻前端虛體部分也能導入CMOS工藝,將大幅进步LTE渠道操控界面的整合度。
傳統的砷化镓工藝选用6英寸Wafer,本钱大于1000美金。其面積只要純CMOS工藝8英寸的Wafer的78%。單顆Die本钱相差明顯
但是實現CMOS工藝的技術難度十分大。一個是CMOS工藝對功率有要求,假如電壓功率太大會燒掉;第二個是截止頻率低的時候慵懒強,爲了进步功率需求選擇更厚的资料;第三是轉換功率不高。要滿足這三點需求是十分困難的。
现在包含高通、RFaxis、英飛淩等廠商都在大力推動CMOS工藝的射頻元件。不過高通的RF360渠道现在选用的是SOI-CMOS職稱,而RFaxis和英飛淩則选用本钱更具優勢且職稱整合度更老练的BulkCMOS技術(純CMOS)。
成立于2008年的RFaxis公司是现在全球第一家选用純CMOS工藝來生産PA的廠商。“因为CMOS工藝能大大改进産品空間,這是我們用純CMOS工藝的原因,期望未來能把砷化镓工藝趕出市場”RFaxis大中華區銷售副總裁蔡玉書表明,现在該公司産品應用涵蓋雲服務、移動互聯、物聯網應用等多個領域。“现在競品的産品一般都是3~4個Die,而我們是仅有能供给單顆芯片的廠商。”該公司全球銷售副總裁RaymondBiagan表明,相對于现在市面上盛行的砷化镓工藝、Bicmosg工藝等,純CMOS用無摻雜物,是最老练的工藝。純CMOS工藝的優點在于集成度高,因为系統集成度高,除了芯片本钱下降外,外圍元器材相應減少,系統本钱也會下降。隨著RF前端逐漸选用CMOS工藝,未來射頻芯片和數字芯片將有可能整合到一同。特別是一些對功率要求不大的應用場景,能够嘗試跟數字芯片集成在一同。

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