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雷迅科公司的主要技术介绍

时间 2013-01-18 09:01:07 浏览 次 稿件来源:雷迅科

      雷迅科公司的主要技术包括:III-V族晶圆材料生长设计技术及工艺,硅晶圆及III-V族晶圆上器件设计技术,射频器件制造工艺及技术,单片微波集成电路设计,模块及模板的封装工艺及设计,以及集成芯片的调试和测量。

      (a) III-V族晶圆材料生长技术及工艺包括砷化镓和氮化镓晶圆材料生长。砷化镓作为较为成熟的半导体材料已经有着广泛的应用,如现在大部分手机功放芯片和开关芯片都采用砷化镓为衬底材料。砷化镓晶圆材料分mHEMT和 pHEMT两种。mHEMT材料具有很好的高频响应但功率较低,pHEMT材料则有相当好的功率和功效,两种材料互补互存。氮化镓晶圆材料是近几年来新兴的半导体衬底材料。用于射频电路的氮化镓材料较用于LED照明的氮化镓从材料构成到加工技术都有着非常显著的不同,而且技术难度也大大的提高了。在未来的大功率器件市场,氮化镓将处于垄断地位。雷迅科公司在砷化镓和氮化镓晶圆材料上的技术创新将保证公司未来长期的迅速的发展。

      (b) 器件设计技术含有硅晶圆, 砷化镓和氮化镓晶圆上的器件模拟和设计。硅晶圆器件有价格优势,便宜,集成度高,适合于低频,混和型,高集成度电路,在低端民用市场有很广泛的应用。砷化镓和氮化镓器件具有灵活多变的特点,应用领域很广,功能多样,在中,高端民用市场及商用市场占主导地位。雷迅科公司的器件设计技术建立在对器件及材料深层次的模拟仿真上,通过仿真掌握到器件的基本特性以及设计参数对器件性能的影响,专有技术包括参杂比例选择,门极T型和Г型顶部尺寸形状设计,源极金属材料的组合,栅极和源极镀膜的厚度等等。将这些设计参数最优化能最大限度的提高器件性能,使产品差异化,更有优越性。

       (c) 射频器件制造工艺及技术是建立在器件设计技术基础上的。射频器件制造包括许多道复杂而且精密的半导体制程,其中主要制程有MESA层的分离,绝缘层镀膜,门极金属的生长,栅极和源极金属镀膜,厚金属层的生长,用作电容的介电层的镀膜,用作连接的金属层的生长等等。由于多年设计研发经验积累和沉淀拥有最先进的器件设计技术,在器件制造工艺上就能更好的掌握每一道工序的误差范围,通过控制误差和制程优化,使器件参数在很小的范围变动,从而使良品率得以提高,取得价格上的优势。在器件设计上,已成为商业机密类自主知识产权的创新技术有:

      1.用于针对砷化镓和氮化镓器件建立小信号模型和大信号模型的应用软件:其主要创新点在于将大信号模型在多个偏置点建模并与小信号模型合一,这样的器件模型将常规的二维模型变成为三维模型,有效地提高了精确度。

       (d) 单片微波集成电路芯片设计技术是一种跨学科的技术,它需要涉及到物理,化学,电子工程和机械工程的各种理论和知识。雷迅科公司成员拥有多年的单片微波集成电路芯片设计经验,所设计过的芯片领域里有功率限制器,低噪声放大器,衰减器,移相器,混频器,开关器和功率放大器,几乎包含了射频系统里的所有芯片。这样全面的产品设计来源于对器件的深刻理解,能够设计和使用最佳的器件来完成对所需功能的实现。雷迅科公司拥有许多自主产权的模拟和专有设计技术例如大信号和小信号的建模技术,多谐波负载设计技术,高功效时域和频域设计技术等等,使公司产品在性能上有较大优势,为迅速占领市场起到技术国际领先的关键作用。在单片微波集成电路芯片设计技术上,我们有多项创新技术并成为商业机密类自主知识产权:

     1.Doherty 功放的设计技术创新,在传统的Doherty功放设计基础上,对于辅助功放的启动点增加了一层由输入信号决定的控制电路,这样在功率退馈时能起到提高功效的作用。

     2.功率放大器设计时,运用多谐频负载的调节提高功效。这样的设计方法将传统的频域设计变成了频域和时域相互配合的设计方法,更好的提高设计的精度

     3.功放输出匹配电路设计采用机械芯片(全无源芯片)和连线合成的线路。这样的设计能在保证性能的条件下,将成本降低,提高性价比。

        (e) 模块及模板的封装工艺及设计是基于系统的需要考虑的。雷迅科公司拥有多层FR4模板,陶瓷,LTCC,HTCC模块的多种封装工艺及设计方案。根据不同的要求,多层FR4模板用于较为复杂的系统布线,能将高压电源层,低压电源层,数字电路层,模拟电路层和射频电路层集合在一起;陶瓷模块有较宽的频率响应,而且有较高射频电路设计精度;LTCC,HTCC模块适合满足温度变化大的环境。雷迅科公司拥有的模块及模板的特殊封装工艺及设计使公司更好地满足客户在系统上的需求。在封装工艺上,我们拥有的创新技术是:

     1. 将有源器件单独作成晶园,切割,分离后直接封装在无源电路的晶园上,这样昂贵的有源器件晶园费用可降为最低,而且完成的芯片性能几乎没有影响,能有效地提高性价比。

        (f) 集成芯片的调试和测量技术是用于结合芯片的仿真和设计的。芯片的调试和测量在设计中就考虑在内了,设计中对集成芯片作整体的评估,决定测量端点,线路分离点,信号感应电路,子电路测量和测试电路设计。调试和测量技术为芯片的仿真和设计提供反馈信息,为调整仿真模型,选择设计方法提供实验数据,使得设计的精度和效率得以进一步提高,能更快更好地满足客户需求。 

        以下我们分别在器件,芯片和系统三个方面将雷迅科公司的主要技术指标与国内厂商的指标作详细的比较。首先是器件的性能指标,主要包括功率密度,最高电压放大频率和最低噪音系数。这些指标代表器件的主要特性,雷迅科公司通过选择氮化镓衬底材料和器件优化设计,能将这些性能大大提高,这些性能已达到国外军用级标准,具体比较如下: 

 

主要器件指标

国内厂商*

雷迅科公司

性能提升百分比

功率密度@10GHz (W/mm)

2

5

150%

最高电压放大频率 Fmax(GHz)

100

200

100%

最低噪音系数@10GHz (dB)

1

0.5

50%

       在射频芯片方面,雷迅科公司拥有许多达到军用级标准的关键技术,例如:功率放大器设计方面采用时域波形调整方法利用大信号模型设计高功效放大器。传统的设计方法通常只采用频率域的参数设计指标;在大信号建模时,利用多个小信号设置点,考虑到输入电容的变化,使大信号模型在小信号驱动下与小信号模型吻合,同时大信号模型可以扩展到对不同的元件尺寸;在设计放大器的输出阻抗时,考虑到高次谐振频率阻抗以达到功率最优化。这点在传统设计中一般不予考虑;在设计低噪放大器时利用不同材料以优化组合产生最佳能承受输入功率和噪音系数。在性能指标上,主要有功率,频率范围和功效。与国内厂商相比,雷迅科公司有很大的优势,具体比较如下: 

 

主要芯片指标

国内厂商*

雷迅科公司

性能提升百分比

功率@10GHz (瓦)

10

20

100%

频率范围 (GHz)

45

110

140%

功效@10GHz (%)

30

60

100%

        在射频系统方面,主要考虑的指标有收发器通道,系统最高频率和系统功效。由于系统指标大多由芯片决定,所以芯片性能的优越性就决定了系统的优越性。在这些指标上,雷迅科公司的领先优势都非常明显,具体数据比较如下: 

 

主要系统指标

国内厂商*

雷迅科公司

性能提升百分比

收发器通道

4

10

150%

系统最高频率 (GHz)

45

110

140%

系统功效@10GHz (%)

20

40

100%

(*国内厂商的数据来源于对国内主要厂商的产品调查,同时还参考主要学术文献如微电子,微波器件学术会议IEEE文献.) 

        综上所述,雷迅科公司在射频芯片领域有很强的技术优势和满足市场需求的实力,在各项主要性能指标上的比较也显示了领先国内厂商的明显优势。雷迅科公司的愿景就是成为射频芯片领域的领军企业,填补中国的高端射频芯片的空白。 

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