Peregrine推PE42722和兩種Global 1，促射頻器件整合

　　在進(jìn)入主題之前，請讓我們先認(rèn)識幾款Peregrine半導(dǎo)體公司的新產(chǎn)品：高線性度射頻開關(guān)PE42722和兩種新的Global 1集成產(chǎn)品，即真正的直流開關(guān)PE42020和X波段核心芯片PE82670，這三種產(chǎn)品都使用Peregrine的UltraCMOS技術(shù)。Peregrine公司營銷副總裁Duncan Pilgrim指出，這些產(chǎn)品當(dāng)中，基于UltraCMOS的智能整合技術(shù)是Peregrine的獨(dú)門秘籍。

　　下面進(jìn)入我們的主題，那就是Peregrine的UltraCMOS技術(shù)為上述產(chǎn)品的關(guān)鍵系統(tǒng)帶來高集成性，且具有更高性能、高可靠性與小體積。

　　Duncan Pilgrim介紹，Peregrine是射頻SOI(絕緣體上硅)技術(shù)和先進(jìn)的射頻解決方案的創(chuàng)始人和先驅(qū)，也是移動和模擬應(yīng)用領(lǐng)域射頻前端解決方案的領(lǐng)先提供商。這其中，UltraCMOS技術(shù)的獨(dú)特性為Peregrine做出了很大貢獻(xiàn)。

　　UltraCMOS技術(shù)的工藝非常獨(dú)特，它是采用藍(lán)寶石材料做襯底，在其上進(jìn)行硅片涂覆生成。這種工藝對切割、打磨程序要求極高，藍(lán)寶石切割的平坦度和打磨會對芯片產(chǎn)品的良率帶來很大影響。而基于UltraCMOS技術(shù)的器件，也有著與生俱來的優(yōu)勢：隔離性好，線性度高和集成度以及穩(wěn)定性更高。

　　有了這種工藝，傳統(tǒng)微波設(shè)計(jì)中所不能實(shí)現(xiàn)的功能有了實(shí)現(xiàn)的可能，且性能與整合度可大大提升。為了降低系統(tǒng)成本和電路面積，傳統(tǒng)上采用的GaAs器件，由于只能做射頻器件，不能做數(shù)字電路，因此，只能將模擬和數(shù)字兩個(gè)部分的模塊集成在一個(gè)封裝當(dāng)中，成品率降低，且成本高，器件體積大。采用基于UltraCMOS技術(shù)后，則可將數(shù)字、模擬與射頻器件集成到一個(gè)單芯片中，體積大大減小，且線性度好、抗干擾能力強(qiáng)。

　　基于UltraCMOS技術(shù)，PE42722的頻率范圍為5-1,794 MHz，它支持的平均輸入功率大于65 dBmV。開關(guān)的插入損耗很小(在1218 MHz時(shí)為0.3 dB)，保留噪聲系數(shù)和接收靈敏度不變，具有出色的信號質(zhì)量，同時(shí)隔離性能很好，在612 MHz時(shí)達(dá)到40dB。PE42722消耗的電流很小，只有130μA，支持+1.8V和+3.3 V邏輯信號，工作電壓范圍寬，為2.3 V?5.5 V，所有引腳的靜電放電保護(hù)高達(dá)1.5 kV。

　　PE42722高線性開關(guān)的推出標(biāo)志著上行/下行雙頻段首次可以做在同一臺CPE設(shè)備中。為了方便基礎(chǔ)設(shè)施過渡到更高的速度，而且不需更換有線客戶端設(shè)備，高線性開關(guān)器件必須十分靈活，以便適應(yīng)多個(gè)上行/下行頻段的規(guī)定。這就需要在濾波器之前建立一個(gè)雙頻段架構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)直接在有線調(diào)制解調(diào)器(CM)連接器的位置安裝一個(gè)射頻開關(guān)就可以實(shí)現(xiàn)向DOCSIS3.1有線行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的過渡。由于支持DOCSIS3.0和DOCSIS3.03.1的開關(guān)，客戶端設(shè)備可以簡單并經(jīng)濟(jì)有效地過渡到DOCSIS3.1標(biāo)準(zhǔn)，多業(yè)務(wù)運(yùn)營商也將從中受益。

　　同樣，在工藝技術(shù)支持下，PE42020在一塊芯片上整合了多種功能：射頻高性能開關(guān)、模擬直流跟蹤，以及數(shù)字控制邏輯和阻抗控制(50歐姆吸收或開路反射阻抗)。傳統(tǒng)上，直流開關(guān)是用繼電器和MEMS實(shí)現(xiàn)。繼電器體積較大，且開關(guān)次數(shù)受到限制，而MEMS成本較高。

　　PE42020的頻率范圍很寬，從0 Hz到8000 MHz都能有效地工作，在頻譜的這一部份，在以前是做不到的。真正的直流單刀雙擲開關(guān)能夠處理很大功率，在0 Hz時(shí)能處理 30 dBm的功率，在8 GHz時(shí)能處理36 dBm的功率，而且，從直流到8000 MHz，它的射頻性能和線性度都很好。此外，它能夠切換+10 V到-10 V這個(gè)范圍的直流電壓和交流峰值電壓，電流高達(dá)80 mA，在這類產(chǎn)品中，這是第一個(gè)。

　　PE42020的線性度(IIP3)極好，為63 dBm，端口至端口的隔離性能也很好，在6 GHz時(shí)是37dB。它支持+1.8V和+3.3 V的標(biāo)準(zhǔn)控制邏輯信號，工作溫度范圍為-40℃至+85℃。真正的直流開關(guān)還可以承受人體模型靜電放電電壓1000V。

　　因此，PE42020未來將可在測試和測量市場中取代機(jī)械繼電器和MEMS開關(guān)，且尺寸更小，客戶的設(shè)計(jì)更加簡單容易。

　　對X波段CMOS核心芯片PE82670，UltraCMOS技術(shù)更突顯重要。PE82670使用了MMIC(單片微波集成電路)設(shè)計(jì)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高精度信號控制，而功耗極小。在這款產(chǎn)品中，Peregrine把標(biāo)準(zhǔn)的CMOS設(shè)計(jì)與被動的單片電路結(jié)合起來，通過真正的智能整合技術(shù)，這個(gè)高性能的X波段核心芯片把以下功能整合在一塊芯片上： 一個(gè)七位數(shù)字移相器;一個(gè)七位數(shù)字步進(jìn)衰減器;隔離性能極好的信號路徑切換功能;一個(gè)緊湊的數(shù)字串行接口控制，真正與CMOS兼容。

　　這與傳統(tǒng)上的做法有很大不同。傳統(tǒng)上的X波段核心芯片是由GaAs放大器與移相器、GaAs開關(guān)及CMOS串并行轉(zhuǎn)換器等離散器件拼在一起實(shí)現(xiàn)，體積很大。

　　PE82670的改善依然得益于UltraCMOS技術(shù)。對MMIC設(shè)計(jì)技術(shù)，如Lange耦合器，只有III-V族技術(shù)使用。由于硅片在較高頻率的損耗特性，在硅片上使用這些被動技術(shù)一直遇到挑戰(zhàn)。UltraCMOS藍(lán)寶石襯底解決了這個(gè)問題──UltraCMOS藍(lán)寶石襯底是近乎完美的絕緣基片，天生適用于集成整合。

　　除此之外，UltraCMOS還促成許多其他“輔助”功能的整合，如將電壓調(diào)節(jié)器、串行外設(shè)接口等進(jìn)行整合。

UltraCMOS還促成許多其他“輔助”功能的整合

　　Duncan Pilgrim透露，目前Peregrine正和GLOBALFOUNDARIES合作研發(fā)第十代UltraCMOS技術(shù)，新的技術(shù)將進(jìn)一步推動未來的微波元件整合。