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国内外MMIC研究现状和发展趋势

时间:2021-03-16 20:09来源:毕业论文
国内外MMIC技术发展迅速,各种 MMIC 器件工作频率与速度不断提高,随着各种先进生产工艺技术的进步,各种高工作频率、高带宽,高输出功率的MMIC器件将会越来越多地被研制出来并投

国内外MMIC技术发展迅速,各种 MMIC 器件工作频率与速度不断提高,随着各种先进生产工艺技术的进步,各种高工作频率、高带宽,高输出功率的MMIC器件将会越来越多地被研制出来并投入应用。64452

1 国外研究现状

MMIC的一系列优点引起了世界各国的广泛关注。美国国防部发展军事微电子电路的 MMIC计划之一就是开发出成本低、性能好,重复性好、可靠性高、工作频率在 1GHz~100GHz 的各种 MMIC 电路,同时日本以及西欧各国都把 MMIC技术作为国家发展战略的重点,花费大量的人力、物力,力求占据发展先机。目前许多MMIC公司如NEC,Avago,TriQuint, Hittite ,Alpha, WIN, UMS ,AML等都推出了自己的 MMIC 产品,其丰富的产品线已经覆盖了从射频到毫米波的频率范围、从单一功能 MMIC 到多功能 SOC,产品品种已经达到几千个,GaAs MMIC技术在国外的发展己经非常成熟。

2 国内研究现状

相对二十年前,我国现在的集成电路发展水平有很大提高,但与发达国家的产业水平相比还存在较大的差距,产业规模小和创新能力不足,严重制约了我国集成电路芯片产业的发展。同时,我国的产业链还不流畅,许多支撑产业还需大力发展。此外,加入 WTO 后,外资企业对民族企业的发展带来了较大冲击,国产MMIC技术水平仍然低下。

由于 MMIC产业的投资成本高、投资风险大,国内企业少,研发能力非常有限。目前,国内MMIC研发单位大多集中在高校和研究所,研发水平跟不上产业的发展,产品水平偏低,生产工艺水平依赖引进,发展始终依赖国家投资,工艺开发人才和设计人才匮乏,长期不能掌握产品核心技术,产业发展尚未走上良性发展的轨道。目前,国家也非常重视 MMIC 产业的发展。

3 发展趋势

21 世纪被称为光电子技术的时代,而微波单片集成电路已成为光电子技术发展的重要组成部分之一,各种先进的战术导弹、电子战、通信系统、陆海空基的各种先进的相控阵雷达、移动电话、无线通信、个人卫星通信网、全球定位系统、直播卫星接收和毫米波自动防撞系统等方面无不有着 MMIC 的身影,MMIC 市场巨大,发展前景极为广阔。

随着 MMIC 技术向毫米波频段扩展,许多毫米波 PA、Multipler 等器件已经被设计出来。一些代表性的研究成果如下:

2005 年,Min Han, Sung-Woon Moon 等人采用 0.1um GaAs PHEMT 研制了一个 V 波段单端功率放大器和一个平衡式功率放大器,在 60GHz 处,分别获得了13.14dB 和 12.8dB 的增益,相比于单端功率放大器,平衡式功率放大器获得了更好的返回损耗和 1dB 压缩功率。论文网

2007 年,X. B. Mei 等人采用 35-nm InP HEMT 技术制成了第一个 270GHz 毫米波窄带放大器,峰值增益为 11.6dB[10]。2008 年 Mei-Chen Chuang 等人采用 0.15um GaAs PHEMT 技术研制了一个宽带功率放大器,工作频带为 15GHz~50GHz,小信号增益为 21dB±1.5dB。在输入频率为 18GHz~50GHz 范围内输出饱和功率为 18dBm~22dBm。

2009 年 S. Yoshida, M. Tanomura 等人采用 GaN 技术设计了一个 W 频段功率放大器,在 75GHz~85GHz 频率范围内获得了超过 5dB 的增益和超过 12dBm 的输出功率。

下面是 Multipler 近几年来的代表性研究成果:2000 年,Christian Fager 等人采用栅长为 0.1um 的 GaAs HEMT 工艺研制了 U波段 MMIC 28/56GHz 二倍频器,典型倍频损耗为 1dB,基波抑制度大于 23dBc。

2000 年,Y.Campos Roca 等人采用 0.15 um GaAs PHEMT 技术实现了研制了输出频率为 38GHz~76GHz 的二倍频器,典型倍频损耗为 4dB,基波的抑制度大于30dBc。

2002 年,Sabine Hack 等人采用栅长为 0.1um 的 SiGa 技术研制了 U 波段 MMIC二倍频器,输出频率范围在 50GHz~68GHz,典型倍频损耗为 5.5dB,基波抑制度大于 15dBc[16]。2004 年,Yongshik Lee 等人使用 GaAs 肖特基势垒二极管设计了 W 频段倍频器,倍频效率高达 36.1%。 国内外MMIC研究现状和发展趋势:http://www.751com.cn/yanjiu/lunwen_71622.html

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