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E波段SiP助力5G毫米波数据回传

... 自媒体

... 星河
2019-01-14
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介绍

随着5G应用的开展,设备商对毫米波数据回传提出越来越多的要求。传统的SiGe/CMOS工艺有成本上的天然优势,但是功率低,噪声系数大,目前毫米波数据回传还只能依赖s于三五族半导体工艺。


在E波段(71-86GHz)这么高的频率,传统做法是采用跳金丝的Bonding微组装工艺,这样可以保证最佳性能。但是Bonding成本高、难度大,成品率低,不便于大批量生产,无法被设备商采纳,所以SIP(System In Package)技术是一个非常好的选择。


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图1:毫米波数据回传,需要更高功率、更高线性度


Gotmic是一家专注于40-170GHz毫米波商业化芯片的公司,早在2008年就发布业界首款60GHz多功能发射芯片和接收芯片。目前已经量产了多款E波段高集成度多功能芯片,及高线性度的功率放大器芯片。近几年Gotmic更是在SIP技术上开展了大量研究,并推出了毫米波SIP相关产品。

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图2:传统Bonding和Gotmic最新SIP


1. 高集成度多功能芯片

发射芯片采用GaAs工艺,集成IQ混频器,LO本振倍频器以及驱动放大器,输出功率达到+24dBm,OIP3位+30dBm,增益可调范围25dB,并自带RMS和包络检波功能。接收芯片集成低噪声放大器,IQ混频器及本振6倍频器,噪声系数NF=5dB,增益21dB。


GTSC0024: 71-76GHz Tx,P1=+24dBm,Gain=+17dB;

GTSC0025: 81-86GHz Tx, P1=+24dBm,Gain=+17dB;

GTRC0017: 71-76GHz RX,  NF=5dB,Gain=21dB;

GTRC0018: 81-86GHz RX,  NF=5dB,Gain=21dB;


SMD Tx和Rx体积都是15x12x3.75mm,中频IQ和LO本振采用Pin引脚,RF采用WR-12接口。为了方便客户验证,Gotmic也可以提供评估板,IQ/LO采用SMA头,RF端口从评估板背面提供WR-12标准波导接口。

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图3:多功能芯片和PA的SIP封装

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图4:E BAND SMD评估板正反面


2. 高线性度功率放大器芯片

功率放大器芯片采用GaAspHEMT工艺,内部级联4级功率放大,自带温度补偿功能,并提供RMS和包络两种检波方式。输出P1dB=+27.5dBm,饱和输出+29dBm接近1W,OIP3为+36dBm。


GAPZ0082: 71-76GHz,P1/Psat=+27.5/29dBm,增益19dB;

GAPZ0085, 81-86GHz,P1/Psat=+27.5/29dBm,增益19dB。


将功率放大器封装成SMD产品,输入输出均采用标准的WR-12接口,即可与Gotmic自身的多功能芯片配合使用,也可单独外接其他厂家提供的SiGe/CMOS产品。

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3. 大功率SIP发射产品

前面介绍了SMD Tx和SMD PA产品,我们也可以将Tx和PA封装在一起,输出功率高达+27dBm,OIP3高达+39dBm。该SIP模块中加入了模拟预失真技术(APD, Analog Pre-distortion)可以有效改善OIP3,并减少功耗。


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图6:E BAND高功率SIP

文章来源:射频百花潭

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