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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 地芯云腾系列GC0643

2023-05-19 阅读:
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IOTE2023期间发布了全球首款基于CMOS工艺,支持4G的线性CMOS PA——GC0643,这是一款全国产化多频多模线性PA。发布会现场汇聚行业专家、合作伙伴和终端客户,共同就技术和产品进行交流和谈论。

GC0643是一款4*4mm多模多频功率放大器模块(MMMB PAM),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,支持多频段多制式应用,还支持可编程MIPI控制。57Fednc

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纵观PA工艺,存在GaAs,GaN和CMOS不同的工艺路线。一般而言,CMOS工艺具有高集成度、低成本、漏电流低、导热性好、设计灵活等特性,但更为先进的制成工艺使其具有较低击穿电压,较差线性度两大先天性弊端。57Fednc

从PA应用维度进行区分,可以分为饱和和线性两个场景。饱和PA领域,对数据吞吐量没有大的要求,因此CMOS工艺作为主流而引领市场。但随着4G,5G到来,不仅要求更大的数据吞吐量,同时需要PA对信号进行线性放大,因此线性PA尤其30dB以上应用中的工艺路线基本为GaAs。线性PA承载的应用包括CDMA,3G WCDMA,4G LTE,5G,WiFi4/5/6,基站等。57Fednc

相对于集成电路中最为广泛使用的CMOS工艺技术,GaAs起源于军工应用,具有电流密度高、耐压能力强、线性度优秀等优点,适合大功率场景的使用,但GaAs晶圆基本为6寸,工艺设备和成本相对较高。而CMOS使用普及且工艺可以做到8寸或12寸,因此价格更低。57Fednc

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地芯科技工艺上的突破57Fednc

地芯科技差异化创新来源于更适合的落地场景,随着物联网、NB窄带的兴起,这些应用对速率没有太高要求,地芯科技抓住机会,利用CMOS进行尝试和创新,通过架构的创新来弥补器件本身的弱点,在不同场景进行适配。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。57Fednc

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地芯科技的云腾平台采用纯CMOS工艺,专注于射频前端的解决方案的开发。架构技术和工艺平台的创新,使得地芯科技从传统GaAs工艺切换到经典CMOS技术成为可能,在30~33dB实现了创新和突破。经典GaAs工艺中,一个封装内可能具有7个之多die,随着技术的衍进,虽然die尺寸逐步缩减,数量逐步减少,但单封装内仍集成若干个die。地芯科技的创新技术则是采用单die,进行flip-chip封装,具有较高一致性且极低的封测成本。57Fednc

GC0643技术亮点57Fednc

基于CMOS工艺路线的全新多模多频PA设计思路57Fednc

创新型开关设计支持多频多模单片集成57Fednc

创新的线性化电路设计57Fednc

低功耗、低成本、高集成度、高可靠性的最佳解决方案57Fednc

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GC0643应用领域57Fednc

低功耗广域物联网(LP-WAN)设备57Fednc

3G/4G手机或其他移动型手持设备57Fednc

无线IoT模块等57Fednc

支持以下制式的无线通信:57Fednc

FDD LTE Bands 1,3/4,5,857Fednc

TDD LTE Bands 34,39,40,4157Fednc

WCDMA Bands 1,2,3/4,5,857Fednc

GC0643具体性能: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%;57Fednc

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在LTE10M 12RB的调制方式下,-38dBc UTRA ACLR的线性功率可达27.5dBbm(MPR0),FOM值接近70,比肩GaAs工艺的线性PA。57Fednc

在4.5V的电源电压下,Psat更是逼近34dBm,并在Psat下通过了VSWR 1:10的SOA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Psat为30-36dBm主流市场的可能性。57Fednc

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地芯科技产品及技术平台57Fednc

除了此次发布的多模多频PA产品线,地芯科技还有两大成熟产品线,射频接收机和射频模拟前端系列。57Fednc

地芯风行系列:率先发布量产支持5G NR射频接收机,具有超宽带·宽带·窄带 全自研IP 全国产供应链57Fednc

地芯云腾系列:率先发布MMMB纯CMOS线性PA57Fednc

射频前端系列:超低功耗突破,超高速创新57Fednc

地芯科技CEO吴瑞砾表示,“Common-Source架构的CMOS PA和HBT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。”57Fednc

关于地芯科技57Fednc

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。公司研发方向包括5G无线通信高端芯片、低功耗高性能的物联网芯片、高端工业电子模拟射频芯片以及无线通信模组等产品,横跨信号链、监测链、时钟链等多类型芯片,终端应用场景覆盖无线通信、消费电子、工业控制、医疗器械等多种领域。57Fednc

公司的核心研发团队成员80%以上为硕士与博士学历,具有10至20年的芯片研发与量产经验,曾工作于高通、联发科、三星、TI等半导体企业,毕业于清华大学、浙江大学、加州大学洛杉矶分校、新加坡国立大学等海内外名校,涵盖系统、射频、模拟、数字、算法。软件、测试、应用、版图等技术人才,具有完备的芯片研发与量产能力。57Fednc

作为国家高新技术企业、浙江省科技型中小企业,杭州市雏鹰计划企业以及杭州市余杭区企业研发中心,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。57Fednc

责编:Jasmine
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