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射頻/無線  

利用MEMS技術實現行動電話射頻設計

上網時間: 2008年10月20日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:MEMS  DSP  high-Q 

單鏈路解決方案

如果採用可調式的RF前端元件,那麼上述所有問題都可以避免,特別是針對目前所使用的通道可進行單鏈路最佳化。

單鏈路方案的好處正獲得廣泛的認同,但在其建置過程依舊面臨挑戰。

可調式前端元件的研究已發展了數十年,但這項必備的技術直到目前才逐漸成熟。傳統的問題主要出在尺寸、成本、可重複性、可靠性和性能方面,各個問題在早期也都獲得部份的解決;然而WiSpry公司首度為市場帶來完整的解決方案,並適用於低成本的量產市場。

WiSpry公司率先將高Q值(high-Q)MEMS電容器元件整合到主流RF CMOS製程技術中,實現了大量生產、低成本製程以及高性能RF MEMS技術的優勢。

個別的電容器元件以具有數位可變氣隙的微小平行排列電容整合在晶片上。個別旁路或串列元件整合為電容值單元,接著形成可包含任一獨立單元組合的陣列,最終形成了具有良好電器特性的數位化電容器;其電容值比(最大/最小)超過10且Q值在1GHz時超過200以上。

該元件的製造得益於CMOS半導體製程技術的最新進展。WiSpry公司正使用一種無晶圓製程模式,在可大量生產的主流8吋RF CMOS晶圓上,以單晶片整合可編程數位化電容器技術,因而免除了傳統高性能MEMS技術上因尺寸和成本帶來的困擾。

該製程流程還包含晶圓級封裝,讓代工廠提供的晶圓成品可在傳統的自動化後端處理過程(如凸點製作、薄化、切片、封裝和測試)中直接使用,而使得高可靠性的終端產品製造可藉由傳統RF半導體製程來實現。

圖2:個別旁路或串列元件整合為電容值單元,接著形成可包含任一獨立單元組合的陣列,最終形成了具有良好電器特性的數位化電容器;其電容值比(最大/最小)超過10且Q值在1GHz時超過200以上。
圖2:個別旁路或串列元件整合為電容值單元,接著形成可包含任一獨立單元組合的陣列,最終形成了具有良好電器特性的數位化電容器;其電容值比(最大/最小)超過10且Q值在1GHz時超過200以上。

無需外部電路

那麼這些元件是如何執行的?設計人員又如何使用這項技術呢?

由於這些元件的性能如同一個整合串列介面的high-Q電容器一樣,因此不需要外部電路。所有支援MEMS單元的功能都被整合在晶片上。

透過串列匯流排載入一個包含數位化電容器單元所需設置的數位字元後,內部邏輯和驅動電路將會立即使電容值設置為特定值。

這種編程能在高速下重複設置,以製作出大量應用中所需的動態RF功能。

隨著可編程晶片與其他高Q值的被動、主動元件及支援電路被整合成客製化模組,WiSpry公司也將利用所產生的平台為完整的RF前端提供可編程特性。

這項工作將從具有頻率可變和失配調整功能的天線開始著手,接著RF鏈路上的其他問題也將迎刃而解。


作者:Marten Seth

產品規劃和業務開發總監

Arthur Morris

CTO

WiSpry公司


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