優(yōu)化的射頻絕緣體上硅(SOI)制程大幅降低4G等無線高速通信多頻射頻芯片的尺寸
隨著消費者對高速無線寬帶網(wǎng)的需求迅猛增長，智能手機和平板電腦等移動產(chǎn)品需要采用更復雜的射頻電路。為滿足這一市場需求，提高移動設備射頻前端的性能，并縮減電路尺寸，意法半導體(STMicroelectronics，簡稱ST)發(fā)布全新優(yōu)化的先進制程。
無線設備射頻前端電路組件通常采用獨立的放大器、開關和調(diào)諧器。隨著4G移動通信和Wi-Fi(IEEE 802.11ac)等新的高速連接標準開始使用多頻技術提高數(shù)據(jù)吞吐量，最新的移動設備需要增加前端電路?，F(xiàn)行的3G手機可支持5個頻段，而下一代4G LTE標準3GPP 可支持高達40個頻段。傳統(tǒng)的分立器件會大幅擴大設備尺寸，而意法半導體的新制程H9SOI_FEM可制造集成全部射頻前端功能的模塊。
這項制程是H9SOI絕緣體上硅工藝的一種進化。意法半導體于2008年成功研發(fā)了具有突破性的H9SOI技術，隨后客戶運用這項技術研制了4億多顆手機和Wi-Fi射頻開關。憑借在這一領域的研發(fā)經(jīng)驗，為研制集成前端模塊，意法半導體優(yōu)化了H9SOI制程，推出了H9SOI_FEM，為天線開關和天線調(diào)諧器提供業(yè)界最佳的品質(zhì)因數(shù)(Ron x Coff = 207fs )。意法半導體同時投資擴大產(chǎn)能，以滿足客戶的最大需求。
從商業(yè)角度看，高速多頻智能手機的暢銷拉動市場對射頻前端器件特別是集成模塊的需求迅猛增長，根據(jù)Prismark的分析報告顯示，智能手機的射頻前端組件數(shù)量大約是入門級2G/3G手機的三倍，目前智能手機年銷量超過10億臺，增長速度約30%。 此外，OEM廠商要求芯片廠商提供更小、更薄、能效更高的器件。意法半導體看好分立器件以及集成模塊的市場前景，如運用意法半導體新推出的最先進制程H9SOI_FEM集成功率放大器和開關的射頻模塊和集成功率放大器、開關和調(diào)諧器的模塊。
意法半導體混合信號制程產(chǎn)品部總經(jīng)理 Flavio Benetti表示：“H9SOI_FEM專用制程讓客戶能夠研發(fā)最先進的尺寸只有目前前端解決方案的二分之一或更小的前端模塊，此外，我們還開發(fā)出一個簡化的供貨流程，可大幅縮短供貨周期，提高供貨靈活性，這對市場上終端用戶至關重要?！?
目前意法半導體正在與客戶合作使用H9SOI_FEM開發(fā)新設計。預計今年底進入量產(chǎn)準備階段。
技術細節(jié)：
H9SOI_FEM是一個柵寬0.13μm的1.2V和2.5V雙柵MOSFET技術。與制造射頻開關等分立器件的傳統(tǒng)的SOI制程不同，H9SOI_FEM支持多項技術，如GO1 MOS、GO2 MOS和優(yōu)化的NLDMOS，這些特性讓H9SOI_FEM支持單片集成射頻前端的全部主要功能，包括射頻開關、低噪放大器(LNA)、無線多模多頻功率放大器(PA)、雙工器、射頻耦合器、天線調(diào)諧器和射頻能源管理功能。
GO1 MOS是高性能LNA首選技術，能夠承受極低的噪聲系數(shù)(1.4dB @ 5GHz)，提供60GHz的閾頻率(Ft)，為5GHz設計提供較高的安全系數(shù)。
GO2 CMOS和GO2 NMOS 被廣泛用于研制射頻開關，讓意法半導體的工藝為天線開關和天線調(diào)諧器提供業(yè)界最好的品質(zhì)因數(shù)(Ron x Coff= 207fs)。
GO2高壓MOS可單片集成功率放大器和能源管理功能。在飽合低頻帶GSM功率條件下，優(yōu)化的NLDMOS技術使功率放大器的Ft達到36GHz，開關效率達到60%。關于能源管理，PLDMOS晶體管的擊穿電壓為12V，可直接連接電池。
必要時在三層或四層鋁和厚銅層上沉積，還可提高集成無源器件的性能。
H9SOI_FEM既適用于重視低成本和高集成度的低端市場，又適用于高端智能手機市場。高端產(chǎn)品通常要求集成多頻段，不僅支持2G、3G和 4G標準，還需支持其它的無線連接標準，如藍牙、Wi-Fi、GPS和用于非接觸式支付的NFC(近距離通信)。
