Peregrine 25年來一直專注于解決世界上最難解決的射頻挑戰(zhàn),致力于推動射頻SOI革命,在航天、汽車、測試與測量和其他工業(yè)市場提供高效的服務(wù)。UltraCMOS是Peregrine最獨特的技術(shù)之一,將廣泛使用的半導(dǎo)體技術(shù)和近乎完美的絕緣基片相結(jié)合,能夠完全整合射頻、模擬和數(shù)字技術(shù)在一個模塊中。最近,Peregrine推出了的高線性度射頻開關(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CMOS核心芯片PE82670,都是基于UltraCMOS技術(shù)。
UltraCMOS技術(shù)的獨特工藝源于采用藍寶石材料做襯底,在其上進行硅片涂覆生成。同時,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,使得傳統(tǒng)微波設(shè)計中所不能實現(xiàn)的功能有了實現(xiàn)的可能,且性能與整合度大大提升。
Peregrine公司營銷副總裁Duncan Pilgrim
傳統(tǒng)上針對微波的整合專注于微波性能不同的設(shè)計,一般是專門用于單一的功能,并且?guī)缀醪荒馨鸯o電放電、電壓調(diào)節(jié)器等“輔助”功能整合進去,而UltraCMOS能更有效率地整合射頻、模擬和數(shù)字技術(shù),同時支持多種功能,并能夠促成許多“輔助”功能的整合,如串行外設(shè)接口、靜電放電、電壓調(diào)節(jié)器和電荷泵等。Peregrine公司營銷副總裁Duncan Pilgrim指出:“相比砷化鎵,采用CMOS工藝來做微波器件,可以支持很長的頻段,各頻段調(diào)諧可在里面實現(xiàn),并且CMOS工藝也可以實現(xiàn)微波性能,因此成本和一致性更好。”
由于Peregrine擁有多種設(shè)計方塊和整合,可以將不同市場的要求綜合在一起,研制通用靈活的產(chǎn)品,因此不僅某個大批量客戶才能享受這種便利和高效的服務(wù),對小批量客戶一樣提供高效的服務(wù)。
用于DOCSIS3.1設(shè)備的雙頻段架構(gòu)
基于UltraCMOS技術(shù),高線性度射頻開關(guān)PE42722可以在有線客戶端設(shè)備(CPE)中實現(xiàn)上行/下行雙頻段架構(gòu)。利用雙頻段架構(gòu),多業(yè)務(wù)運營商(MSO)可以靈活地為其客戶提供新的和擴展的服務(wù),同時客戶端設(shè)備符合新的DOCSIS3.1有線行業(yè)標準。DOCSIS3.1標準規(guī)定的新要求對整個有線行業(yè)的生態(tài)系統(tǒng),從有線客戶端設(shè)備到基礎(chǔ)設(shè)施,施加了巨大的壓力。在線性和二次諧波方面除了繼電器之外,PE42722是目前能達到對諧波高要求的唯一射頻開關(guān),且克服了繼電器尺寸大、壽命不足的缺陷。由于支持DOCSIS3.0和DOCSIS3.03.1的開關(guān),可以簡單并經(jīng)濟、有效地過渡到DOCSIS3.1標準,多業(yè)務(wù)運營商也將從中受益。
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?。ㄔ?218MHz時為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,同時隔離性能很好,在612MHz時達到40 dB。PE42722消耗的電流很小,只有130μA,支持+1.8 V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高達1.5 kV。
低頻聰穎整合技術(shù):真正的直流開關(guān)
在UltraCMOS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)。
PE42020是業(yè)界第一個真正過直流的射頻集成開關(guān),在頻譜的低頻端實現(xiàn)革新,從0 Hz~8 GHz的頻率范圍都能有效地工作。對于依靠準確度和精密度的市場,例如測試和測量,把頻率擴展到這個頻率是極為重要的。真正的直流單刀雙擲開關(guān)能夠處理很大功率,在0 Hz時能處理30 dBm的功率,在8 GHz時能處理36 dBm的功率,而且整個頻率范圍的射頻性能和線性度都很好。此外,它能夠切換+10 V~-10 V范圍的直流電壓和交流峰值電壓,電流高達80 mA,在這類產(chǎn)品中,這是第一個。
現(xiàn)在提供真正的直流開關(guān)(PE42020)的樣品,將于2015年年初發(fā)貨,它已作好準備在測試和測量市場中取代很成問題的機械繼電器和MEMS開關(guān)。
高頻聰穎整合技術(shù):X波段核心芯片
在頻譜的高頻端,Peregrine推出業(yè)界第一個集成的X波段CMOS核心芯片PE82670,以便利用MMIC(單片微波集成電路)設(shè)計技術(shù),實現(xiàn)高精度信號控制,而功耗最小。MMIC設(shè)計技術(shù),如Lange耦合器,只有III-V族技術(shù)使用。在硅片上使用這些被動技術(shù),由于硅片在較高頻率的損耗特性,一直遇到挑戰(zhàn)。Peregrine使用一種UltraCMOS藍寶石襯底,解決了這個問題──UltraCMOS藍寶石襯底是近乎完美的絕緣基片,天生適用于集成整合。在這個X波段核心芯片中,Peregrine把標準的CMOS設(shè)計與被動的單片電路結(jié)合起來,通過真正的聰慧整合技術(shù),在微波頻率實現(xiàn)了集成。
這個高性能的X波段核心芯片把一個七位數(shù)字移相器、一個七位數(shù)字步進衰減器、隔離性能極好的信號路徑切換功能、一個緊湊的數(shù)字串行接口控制(真正與CMOS兼容)整合在一塊芯片上。適用于現(xiàn)代衛(wèi)星及雷達系統(tǒng),包括合成孔徑雷達(SAR)和相控陣雷達,使用頻譜的X波段,其用途包括氣象監(jiān)測、空中交通管制、國防跟蹤和地球觀測。
Duncan Pilgrim認為UltraCMOS Global 1是未來手機前端的集成方向。談及UltraCMOS未來的發(fā)展,Duncan Pilgrim透露, Peregrine目前正與GlobalFoundries合作研發(fā)第十代SOI(絕緣體上硅)技術(shù),一般18~24個月更新一代工藝技術(shù),新的技術(shù)將進一步推動未來的“智能整合”。