CMOS RF技术迎来新一轮发展

近来，各种移动设备导入CMOS（互补金属氧化物半导体）RF的需求显著攀升。随着移动设备继续向更多功能、更小体积、更低价格方向发展，对其内部的RF系统集成度、尺寸和成本的要求越来越高。CMOS工艺具有简单、功耗低、集成度高、芯片尺寸小和成本低的特性，不仅可降低RF器件生产难度，在扩产方面也相对材料特殊的砷化镓方案容易，甚至能与基带处理器、存储器等元件整合为单一系统单芯片(SoC)，因而被视为RF产业新星。

目前，CMOS RF技术已被芯片和系统厂商视为重点布局方案。芯科实验室、德州仪器、英特尔等相继推出了CMOS RF产品，包括将MEMS架构直接建构于标准CMOS晶圆上的高整合度振荡器、采用45nm制程技术的CMOS太赫兹频率发射器，以及采用32nm工艺CMOS技术制造的RF电路等。

CMOS+MEMS 整合架构振荡器

Silicon Labs日前推出了业界最高整合度的Si50x振荡器。新产品基于Silicon Labs首创的CMOS+MEMS整合架构--专利的CMEMS技术，为首项在量产中将MEMS架构直接建构于标准CMOS晶圆上、并达到完全整合的“CMOS+MEMS”单芯片解决方案。

Silicon Labs副总裁兼时序产品总经理Mike Petrowski表示，“Si50x CMEMS振荡器系列产品是频率控制市场的重要技术进展。通过结合公司专业的MEMS设计、组件、制程整合和混合信号设计技术，Si50x系列产品为重视成本和功耗的嵌入式、工业和消费性电子应用提供了最佳的通用型振荡器解决方案。”

CMOS太赫兹发射器

TI开发采用锁相回路架构的CMOS制程太赫兹发射器芯片

2012年初，美国研发机构SRC赞助开发出一款在太赫兹频率运作的CMOS探测器。随后，德州仪器(TI)发布了一款能与之搭配的太赫兹频率发射器，该发射器采用了锁相回路(PLL)来稳定其频率。

TI设计工程师Brian Ginsburg表示，“稳定超高频率是未来让CMOS制程毫米波应用成功商业化的关键，锁相回路也是实现所有高性能电子组件的根本。”

硅CMOS RF电路

英特尔采用32nm工艺硅CMOS技术制造了功率放大器、LNA以及RF开关等RF电路，于2011年全球移动大会上公布了研究成果，并现场进行了通信的演示。

利用此尖端工艺技术，英特尔将一般情况下由基带处理器、RF收发器IC及前端模块这3枚芯片组成的无线通信用电路整合为1枚芯片。

国内首颗自主产权CMOS GSM RFeIC

近期，中科汉天下推出国内首颗可大规模量产并具有完全自主知识产权的CMOS GSM RFeIC—HS8269。新产品采用标准CMOS工艺，将全部电路（射频功率放大器、控制器和天线开关）集成于一颗CMOS晶圆中，实现了目前GaAs射频前端方案至少需要三颗晶圆才能实现的功能，该芯片支持四频段发射（GSM850/ EGSM900/ DCS1800/ PCS1900）和双频段接收（GSM/ DCS），能够有效实现功率放大、功率控制、开关切换的功能。

中科汉天下董事长杨清华表示，“HS8269集成在一颗CMOS晶圆上，有更高的集成度、更低的成本。作为一款具有业界最高性价比的CMOS GSM射频前端芯片，HS8269能够帮助我们的客户快速推出更有竞争力的手机终端。”

双频/双模纯CMOS RFeIC

RFaxis公司近期发布了最新的5GHz 802.11ac纯CMOS单芯片/单硅片RFeIC产品-RFX5010的样品。新产品支持所有现有和新增协议（包含2.4GHz和5GHz频段下的IEEE 802.11b、g、a、n和ac）的Wi-Fi应用。

RFaxis公司董事长兼CEO Mike Neshat表示，“很高兴能为我们的客户和合作伙伴提供全球同类最佳的802.11ac RF前端解决方案，且其价格远低于竞争对手目前提供的传统的802.11a/n前端解决方案。”

MOS可变电抗器模型模拟CMOS毫米波电路

2012年底，东芝公司(Toshiba)与冈山县立大学联合研制出精确度从DC（直流）至毫米波(60 GHz)的紧凑型MOS可变电抗器模拟模型。新模型能够准确捕捉到寄生效应，这就为实现RF-CMOS产品的低功耗提供了支持。

新模型对于寄生效应的精确捕捉实现了RF-CMOS产品的低功耗特点，同时东芝将把这项基本的技术用于开发此类芯片，并期望在未来获得对于CMOS毫米波段电路的精确模拟。

总结

当今，越来越多的半导体和系统厂商推出应用CMOS工艺技术的产品，除了上述提到的振荡器、发射器、功率放大器和射频开关等器件，未来CMOS RF应用还将持续往Wi-Fi、3G/4G功率放大器等方面推进。