射频集成电路的发展与展望
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RFIC发展与展望
9Fra Baidu bibliotek
常规1.85GHz PCS CDMA 低噪声放大器（LNA） 电路 ——Samsung 0.5um Si BiCMOS 工艺
RFIC发展与展望
10
传统LNA电路设计
RFIC发展与展望
11
改进的LNA电路设计
——超宽动态范围CDMA LNA 线性改进技术
RFIC发展与展望
12
devices and Si MOSFET. LNA, mixer oscillator, nonlinear noise analysis. The one chip transceiver research goal. • GaAlAs/GaAs HBTs. linear output power HBT, low noise HBT for LNA , low 1/f (flicker) noise HBT for oscillators • Highly linear power amplifier for base station. Feedforward technique , Feedback Predistortion technique (POSTECH Patent) and Low Frequency 2nd Order Intermodulation Feed-forwarding (POSTECH Patent).
HBT/GaAs MESFET）、 Integrant Technologies Inc.(CMOS、BiCMOS工艺)
POSTECH
（2）RF MEMS
RFIC发展与展望
8
RFIC Research in POSTECH
• RF front-end circuits • large signal models and nonlinear noise models for GaAs
新的电路方案LNA测量结果
功率消耗降低50% 噪声系数优于常规电路 是目前性能最佳的LNA
RFIC发展与展望
13
Bluetooth RFIC设计
• Samsung公司 • CMOS工艺
Hop control TX Data
Ref. Clock
RFIC发展与展望
7
3．RFIC技术的发展现状和展望
（1） 韩国
SEC（三星公司） 0.5 um BiCMOS LG 公司 TEMIC SiGe HBT
ETRI（HHP RFIC CMOS工艺） Advanced Semiconductor Business（SiGe HBT 工艺）、 Future communications integrated circuit Inc. （SiGe
and
enhance
flexibility(software radio concept: radio
parameters are downloaded to the
terminal from the wireless network)
RFIC发展与展望
6
RFIC器件材料、工艺技术
• 1. SiGe工艺 极低的噪声性能 高的截止频率高，低的生产成本。 由于SiGe HBT的优异性能，SiGe器件有望取代GaAs RF器件。SiGe器件用于 无线手机，使电源功率、性能、集成度和低成本溶于一体。
• 从工艺实现上讲，可采用的有
CMOS,BiCMOS,GaAsFET,HBT and PHEMT
RFIC发展与展望
5
第三代移动通信终端RFIC:
• Handsets of the 3G era will integrate many of the RF functions
• A single-chip RF subsystem should be available in the next few years.
无线移动通信终端用射频集成电 路的发展与展望
吴群
哈尔滨工业大学电子与通信工程系 Email:qwu@hit.edu.cn
RFIC发展与展望
1
摘要
近十年来，射频无线移动通信技术的发展 显得尤为迅猛。其中起决定作用之一的技术就 是RFIC技术。随着第三代移动通信体制的开始， 对新一代无线通信射频集成电路（RFIC）的性 能、材料和工艺等都提出了新的技术要求。本 文总结了无线通信移动终端RFIC的发展历程和 现状，对关键技术进行了探讨,特别介绍了RF MEMS技术现状。最后展望了未来的发展前景。
RFIC发展与展望
2
目录
• 第一部分 RFIC发展与展望 • 第二部分 RF MEMS技术
RF MEMS 介绍 MEMS有源器件 MEMS无源器件
RFIC发展与展望
3
发展射频集成电路的重要性
21世纪是信息技术高度发展的时代， 以微电子为基础的电子技术是推动信息 技术发展的物质基础。
集成电路是微电子的核心和主体， 是电子信息产业的基础。
• 2.CMOS工艺技术 CMOS 制造的 RFIC易与数字电路集成，如果CMOS能提高到更高 的频率，将会进一步降低制造成本，在IMT-2000无线系统中被大 量采用。
• 3.GaAs工艺技术 GaAs性能上的优势，历史基础好，但制造成本高（主要是材料较 贵）。
• 4.HBT器件 GaAs HBT是一种改进的双极晶体管，只需单一的正电源就可工 作； 而GaAs MESFET和GaAs PHEMT则需双电源工作。
RFIC发展与展望
4
无线移动通信发展对RFIC的要求
射频移动通信技术的总趋势是：
高速化、大带宽。
• 第一代和第二代手机使用5V电源电压，而第三代则使 用3V 至 2V或甚至更低的电源电压。必须能实现长时 间通话和待机，因此，低成本、低功耗、重量轻和小 型化是未来RFIC发展的技术关键。
• 从技术上讲，应实现高性能——高线性度、低噪声、 高增益和高效率。
• more versatile terminal software to support multimedia applications
• software-radio concept is suggested in
order to avoid extensive use of parallel
hardware
9Fra Baidu bibliotek
常规1.85GHz PCS CDMA 低噪声放大器（LNA） 电路 ——Samsung 0.5um Si BiCMOS 工艺
RFIC发展与展望
10
传统LNA电路设计
RFIC发展与展望
11
改进的LNA电路设计
——超宽动态范围CDMA LNA 线性改进技术
RFIC发展与展望
12
devices and Si MOSFET. LNA, mixer oscillator, nonlinear noise analysis. The one chip transceiver research goal. • GaAlAs/GaAs HBTs. linear output power HBT, low noise HBT for LNA , low 1/f (flicker) noise HBT for oscillators • Highly linear power amplifier for base station. Feedforward technique , Feedback Predistortion technique (POSTECH Patent) and Low Frequency 2nd Order Intermodulation Feed-forwarding (POSTECH Patent).
HBT/GaAs MESFET）、 Integrant Technologies Inc.(CMOS、BiCMOS工艺)
POSTECH
（2）RF MEMS
RFIC发展与展望
8
RFIC Research in POSTECH
• RF front-end circuits • large signal models and nonlinear noise models for GaAs
新的电路方案LNA测量结果
功率消耗降低50% 噪声系数优于常规电路 是目前性能最佳的LNA
RFIC发展与展望
13
Bluetooth RFIC设计
• Samsung公司 • CMOS工艺
Hop control TX Data
Ref. Clock
RFIC发展与展望
7
3．RFIC技术的发展现状和展望
（1） 韩国
SEC（三星公司） 0.5 um BiCMOS LG 公司 TEMIC SiGe HBT
ETRI（HHP RFIC CMOS工艺） Advanced Semiconductor Business（SiGe HBT 工艺）、 Future communications integrated circuit Inc. （SiGe
and
enhance
flexibility(software radio concept: radio
parameters are downloaded to the
terminal from the wireless network)
RFIC发展与展望
6
RFIC器件材料、工艺技术
• 1. SiGe工艺 极低的噪声性能 高的截止频率高，低的生产成本。 由于SiGe HBT的优异性能，SiGe器件有望取代GaAs RF器件。SiGe器件用于 无线手机，使电源功率、性能、集成度和低成本溶于一体。
• 从工艺实现上讲，可采用的有
CMOS,BiCMOS,GaAsFET,HBT and PHEMT
RFIC发展与展望
5
第三代移动通信终端RFIC:
• Handsets of the 3G era will integrate many of the RF functions
• A single-chip RF subsystem should be available in the next few years.
无线移动通信终端用射频集成电 路的发展与展望
吴群
哈尔滨工业大学电子与通信工程系 Email:qwu@hit.edu.cn
RFIC发展与展望
1
摘要
近十年来，射频无线移动通信技术的发展 显得尤为迅猛。其中起决定作用之一的技术就 是RFIC技术。随着第三代移动通信体制的开始， 对新一代无线通信射频集成电路（RFIC）的性 能、材料和工艺等都提出了新的技术要求。本 文总结了无线通信移动终端RFIC的发展历程和 现状，对关键技术进行了探讨,特别介绍了RF MEMS技术现状。最后展望了未来的发展前景。
RFIC发展与展望
2
目录
• 第一部分 RFIC发展与展望 • 第二部分 RF MEMS技术
RF MEMS 介绍 MEMS有源器件 MEMS无源器件
RFIC发展与展望
3
发展射频集成电路的重要性
21世纪是信息技术高度发展的时代， 以微电子为基础的电子技术是推动信息 技术发展的物质基础。
集成电路是微电子的核心和主体， 是电子信息产业的基础。
• 2.CMOS工艺技术 CMOS 制造的 RFIC易与数字电路集成，如果CMOS能提高到更高 的频率，将会进一步降低制造成本，在IMT-2000无线系统中被大 量采用。
• 3.GaAs工艺技术 GaAs性能上的优势，历史基础好，但制造成本高（主要是材料较 贵）。
• 4.HBT器件 GaAs HBT是一种改进的双极晶体管，只需单一的正电源就可工 作； 而GaAs MESFET和GaAs PHEMT则需双电源工作。
RFIC发展与展望
4
无线移动通信发展对RFIC的要求
射频移动通信技术的总趋势是：
高速化、大带宽。
• 第一代和第二代手机使用5V电源电压，而第三代则使 用3V 至 2V或甚至更低的电源电压。必须能实现长时 间通话和待机，因此，低成本、低功耗、重量轻和小 型化是未来RFIC发展的技术关键。
• 从技术上讲，应实现高性能——高线性度、低噪声、 高增益和高效率。
• more versatile terminal software to support multimedia applications
• software-radio concept is suggested in
order to avoid extensive use of parallel
hardware