隨著資訊時代的快速發展情況下,在個人無線通訊、家庭有線通訊的要求亦與日俱增,前者已由GSM、GPRS、進到第三代IMT-2000,後者則有由電話線、cable線進展到光纖的趨勢,其中不祇系統架構、電路設計有重大變革,且其主要規格如傳輸數據速率亦快速增加;而這些成果主要拜半導體製程技術突飛猛進之賜,尤其矽製程技術在高頻/高速特性的突破性進展,加上其高度整合性,使其成本的降低與市場的擴充造成良性循環,促進整個產業澎渤發展。
選擇適用於通訊產品的ICs製程技術,一直有很大爭論,尤其在所謂的RF CMOS加入戰局之後;過去幾年以來通訊ICs零組件有各種方式被提出,包括Silicon-Based技術(CMOS、Bipolar、SiGe HBT、BiCMOS),III-V族技術(GaAs/InP MESFET、HBT)。雖然最終的考量應是經濟因素,能以最低成本和最快時間將產品推出市場的將是最大贏家;但各種製程技術的高頻特性,無疑是開發階段中作為評估的重要依據。基本上III-V族技術其高頻特性是優於矽製程技術,但在矽製程技術不斷降低尺寸、提昇效能情勢下,其高頻特性能已能進一步滿足電路規格要求,在成本和整合性的考量之下,無疑有將漸漸取代GaAs的可能,尤其在10GHz以下產品。
本文主要探討矽製程技術在無線通訊產品的發展現況及挑戰,分別從無線通訊發展趨勢、元件高頻特性、和RF功能單元實現,來分析各式ICs技術之優缺點與限制,涵蓋著noise figure、linearity、gain、phase noise和power dissipation諸多高頻系統特性,其中亦兼論到寬頻光纖通訊ICs,最後對目前在研究發展的新興技術作一番探討,並認為High Performance SiGe BiCMOS為目前最實際可行、有效技術。
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