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地芯科技发布全球首款基于CMOS工艺的国产化多频多模线性PA

来源:大半导体产业网    2023-05-18
5月18日,杭州地芯科技有限公司(以下简称:地芯科技)在上海发布了全球首款基于CMOS工艺的支持4G的线性CMOS PA——GC0643。

518日,杭州地芯科技有限公司(以下简称:地芯科技)在上海发布了全球首款基于CMOS工艺的支持4G的线性CMOS PA——GC0643GC0643是一款4*4mm多模多频功率放大器模块(MMMB PAM),它应用于3G/4G手持设备(包括手机及其他手持移动终端)以及Cat1.物联网设备,支持的多频段多制式应用。本模块还支持可编程MIPI控制。

PA工艺路线上看,在饱和PA场景下,CMOS工艺已经成为主流,而在线性PA场景下,GaAs/GaN等成为主流,CMOS工艺则鲜有建树。地芯科技副总裁张项平在现场发布会上用SWOT分析表展示了CMOS的优劣势,CMOS工艺是集成电路中最为广泛使用的工艺技术,具有高集成度、低成本、漏电流低、导热性好、设计灵活等特性,但也存在击穿电压低、线性度差两大先天性弊端,使其在射频PA应用上面临巨大的技术挑战。地芯科技的创始团队深耕线性CMOS PA技术十多年,在过往的经验基础上开拓创新,攻克了击穿电压低、线性度差两大世界级工艺难题,在全球范围内率先量产支持4G的线性CMOS PA,将使得CMOS 工艺的PA进入主流射频前端市场成为可能。

FOM值是衡量PA水平的关键指标,地芯云腾的CMOS PA——GC0643在中低功率输出时FOM值几乎与GaAs相当,在高功率(>26dBm)输出时表现更优;在3.4V的电源电压下,在CMOS工艺难以企及的2.5G高频段,该CMOS PA可输出32dBm的饱和功率,效率接近50%;在LTE10M 12RB的调制方式下,-38dBc UTRA ACLR的线性功率可达27.5dBbmMPR0),FOM值接近70,比肩GaAs工艺的线性PA。在4.5V的电源电压下,Psat更是逼近34dBm,并在Psat下通过了VSWR 1:10SOA可靠性测试。该设计成功攻克了CMOS PA可靠性和线性度的主要矛盾,预示了线性CMOS PA进入Psat30-36dBm主流市场的可能性。

概括来说,GC0643具有如下技术亮点:

·基于CMOS工艺路线的全新多模多频PA设计思路

·创新型开关设计支持多频多模单片集成

·创新的线性化电路设计

·低功耗、低成本、高集成度、高可靠性的最佳解决方案

GC0643应用领域包括:低功耗广域物联网(LP-WAN)设备、3G/4G手机或其他移动型手持设备、无线IoT模块等,以及支持FDD LTE Bands 1,3/4,5,8TDD LTE Bands 34,39,40,41WCDMA Bands 1,2,3/4,5,8制式的无线通信。

地芯科技CEO吴瑞砾表示:“Common-Source架构的CMOS PAHBT的架构类似,其非线性实际上并非特别棘手到难以处理,主要问题在于无法承受太高的电源电压。他也指出,“CMOS工艺提供了丰富种类的器件,以及灵活的设计性,通过巧妙的电路设计,可以通过模拟和数字的方式补偿晶体管本身的非线性。这也是CMOS PA设计最重要的课题之一。

杭州地芯科技有限公司成立于2018年,总部位于中国(杭州)人工智能小镇,并在上海及深圳设有公司分部。其产品覆盖射频收发机、射频前端及模拟信号链三大产品线。产品应用遍及无线通讯、工业电子及物联网等诸多领域。地芯科技致力于成为全球领先的5G无线通信、物联网以及工业电子的高端模拟射频芯片的设计者。

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