物联网将催生标准CMOS射频前端IC快速发展
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硅的原材料是普通的沙子,但当几十年前,科学家将它用来制作半导体器件以来,在摩尔定律的指导下,硅为我们的世界带来了翻天覆地的变化。如今,电子设备中所使用的大多数器件都采用了基于硅的标准CMOS工艺制作,但其中有一个部分却难以实现,这就是射频前端。目前,射频前端主要采用GaAs或SiGe工艺制造,但由于材料的稀缺性和工艺的复杂性,射频前端芯片普遍良率不高,成本居高不下。也有厂商探索采用基于衬底的硅技术,以期降低成本,但目前该技术还只能做到部分射频产品,例如一些开关器件。
RFaxis公司市场与应用工程副总裁钱永喜博士
RFaxis是一家专注于射频前端设计的公司,该公司以其独创的技术解决了纯硅CMOS工艺生产射频前端器件的难题。RFaxis推出的射频前端器件基于纯硅标准CMOS工艺,将PA、LNA和开关集成在一起,真正实现了高集成度的单一芯片,不仅大幅降低成本,同时减少了系统复杂度及噪声。其最近推出的一款RFX8055芯片是业界首款单芯片5GHz 11ac产品,外型只有2.3mmx2.3mm。
RFaxis公司市场与应用工程副总裁钱永喜博士认为采用标准CMOS工艺将是下一代射频前端器件发展的主流。钱永喜博士对比了当前用于射频应用的GaAs和标准CMOS工艺,他指出,目前GaAs生产工厂采用的是2μm GaAs HBT工艺,6英寸晶圆,每片晶圆的成本远超过1000美元;而RFaxis采用的标准CMOS工艺是0.18μm,8英寸晶圆,每片晶圆的成本大大低于1000美元,而且良率远高于GaAs HBT工艺。因此,钱博士认为,在射频应用上,从GaAs/SiGe工艺转到标准CMOS工艺将会是不可逆转的一种趋势,因为,标准CMOS工艺可以解决一直以来利用GaAs/SiGe工艺生产射频放大器以及前端器件的供应瓶颈和成本困扰。
标准CMOS射频前端IC将PA、LNA和开关集成在单一芯片中
钱博士表示,宽带通信、移动通信及物联网是RFaxis的目标市场。尤其是物联网,时下物联网的火热发展带动了更广泛的无线网络通信需求,这些应用于物联网的大批量的无线联网设备对成本极其敏感,又对供货周期要求苛刻。因此,传统的GaAs/SiGe制造工艺已远远不能满足这些需求,而基于纯硅的标准CMOS工艺射频器件恰恰可以解决这些难题,迎来了广阔的发展空间。
RFaxis的产品可以满足无线互联市场的方方面面的应用,例如,大功率Wi-Fi领域的功率放大器、路由器;Wi-Fi终端设备PC、家庭网关;手机、平板等移动Wi-Fi设备;以及ZigBee/ISM、无线音视频等机器与机器之间的无线通信。RFaxis的RFX2402C/E已经应用在一款在市场上广受喜欢的触摸屏无线11n路由器中,酷派和TCL的手机中就采用了集成有RFaxis RFX8422S的展讯的芯片。前不久,高通创锐讯推出的QCA9880 XB143参考设计就采用了RFaxis的RFX8051取代昂贵的GaAs或SiGe前端模块,基于该参考设计,用户可以实现高性能11ac产品,在提供无缝的、相当于千兆位速率的Wi-Fi功能的同时明显降低物料费用。
思科2013年的报告预计,物联网将以年复合增长率23.9%的速度快速发展,到2020年,全球联网的设备将达到500亿,如此庞大的市场为无线互联器件带来了广阔的舞台,也必将催生标准CMOS射频前端IC的快速发展。