不同工艺技术的MMIC性能对比

发布时间:2021-12-27 阅读量:2329 来源: 我爱方案网 作者: 我爱方案网整理

早期的MMIC主要采用化合物半导体工艺,如砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)等。化合物半导体具有大的禁带宽度、高的电子迁移率和击穿场强等优点,但缺点是集成度不高且价格昂贵。所以,近十几年来低成本、集成度高的硅基(CMOS、SiGe BiCMOS等)MMIC发展迅速。


不同工艺技术的MMIC性能对比


目前大多数毫米波雷达前端MMIC基于SiGe BiCMOS技术,SiGe高频特性良好,材料安全性佳,导热性好,而且制程成熟,整合度较高,成本较低的优势。不过SiGe MMIC大都是分立式的,即发射器、接收器和处理组件均为独立单元,这使得其设计过程十分复杂,并且整体方案体积庞大。


一辆自动驾驶汽车最终需要有10多个雷达传感器,如果采用SiGe传感器,空间上的限制使得其“难堪重任”。所以,成本更低、产业链更成熟的CMOS工艺将成为“中意”的选择。利用CMOS工艺,不仅可将MMIC做得更小,甚至可以与微控制单元(MCU)和数字信号处理(DSP)集成在一起,实现更高的集成度。所以这不仅能显著地降低系统尺寸、功率和成本,还能嵌入更多的功能。虽然CMOS雷达面临速度和低频噪声等问题,随着深亚微米和纳米工艺的不断发展,硅基工艺特征尺寸不断减小,栅长的缩短弥补了电子迁移率的不足,从而使得晶体管的截止频率和最大振荡频率不断提高,这使得CMOS工艺在毫米波雷达应用方面不断地取得突破。


例如,恩智浦(NXP)和德州仪器(TI)陆续推出了基于CMOS工艺的毫米波雷达芯片,其中NXP率先将MCU集成进入了其RF CMOS收发器中。在今年德州仪器(TI)宣称其集成前端MMIC、DSP和MCU单芯片雷达解决方案(AWR1642)已实现了大规模量产,相比于传统的24GHz方案,其外形尺寸缩小33%、功耗减少50%、范围精度提高10倍以上,且整体方案成本更低。



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