Philips 融合微波应用的硅基BiCMOS技术

飞利浦电子公司（Philips）日前发布QUBiC4X, 此为高性能BiCMOS处理技术（双极互补金属氧化物半导体，Bipolar CMOS）中已经获得巨大成功QUBiC4系列产品中的最新成员。这一基于硅锗碳（SiGe:C）技术的新工艺令双极晶体管的fT指标超过了130GHz，非常适合于10GHz到30GHz范围之间的微波应用，例如卫星电视接收器和汽车碰撞探测雷达。而其超低的噪音指标使这一新工艺非常适用于灵敏的RF接收器，例如高性能手机为提高在线消费者的用户体验所需的RF接受器。

在增益率和噪音指标方面，QUBiC4X的双极晶体管可以同砷化镓性能相媲美，同时使用这一工艺还可以实现CMOS逻辑单元，CMOS RF电路系统以及高性能高质量的无源器件之间的整合。除了为需要利用硅基技术在费用和批量生产方面优势的微波应用带来了基于消费导向的新产品，QUBiC4X还使得目前包含独立的硅元器件和砷化镓器件的混合解决方案能够被集成度更高的解决方案所替代。

QUBiC4X的应用范围包括从手机收发器到30GHz汽车碰撞探测雷达以及短射程微波连接。在手机收发器中，低噪音指标和低集电极电流的组合提供了更可靠的接收以及更长的电池寿命。此外，用于卫星电视低噪音接收器中的低噪音放大器以及RF功率放大器也是非常典型的应用。

QUBiC4X在设计时考虑到实际应用的需求，而不仅仅是考虑性能指标。它的双极晶体管的增益率以及截频被同时最优化，使得双极晶体管在超过30GHz的微波频率内展现出非常高的可用功率增益率。其fT x BVCEO指标达到了创记录的245GHz，为RF电路设计者提供了一个独一无二的功率增益率和出色的动态范围的组合。同时，晶体管的噪音指标也得到了最优化，0.4分贝的指标满足了便携式产品为延长电池寿命而提出的低集电极电流的要求。此外，该工艺的一个可选项使得高击穿电压功率晶体管进行整合，从而令GSM RF功率放大器的生产获得额外的高达88%的功耗效率。

QUBiC4X同先前的各代QUBiC4产品具有相同范围广泛的无源器件整合能力，同时还扩大到一系列新开发的elite-passives。这些使得具改善的RF性能、更小尺寸和重量、更少外设器件数量和成本以及更简便设计的高度集成解决方案的设计成为可能。Elite passives包括具有业界最佳电容密度的High-K MIM（高电容率金属绝缘合金，High dielectric constant Metal-Insulator-Metal）电容器，硅铬薄膜电阻，以及典型的high-Q感应器。在QUBiC4X中使用的低电阻系数硅基被用来将微波损耗降到最低，同时大量的基层绝缘技术的运用降低了寄生效应。QUBiC4X的有源及无源器件得到了设备模型的完全支持，同时得到了集成设计流程的支持。