【社区大讲堂】微波单片集成电路简介

随心

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1．MMIC的介绍

    微波单片集成电路（MMIC）已成为当前发展各种高科技武器的重要支柱，广泛用于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（特别是机载和星载雷达），在民用商业的移动电话、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已形成正在飞速发展的巨大市场。

    看到论坛上缺少MMIC方面的内容，可能跟国内在这方面发展慢有关系，老美和一些欧洲国家以及小日本在这方面都很发达，正是这方面的原因，他们的武器系统以及通信方面都处于世界领先。国家也看到这方面的重要性，近几年立的很多大项目都是这方面的。只有掌握了一些尖端科技，我们国家才能在世界产业链中占据龙头。少年强则国强，希望有更多的朋友参与到MMIC的研究中来。

   
下面继续正题，微波单片集成电路（MMIC）包括多种功能电路，如、功率放大器（PA）、低噪声放大器（LNA）、混频器、上变频器、检波器、调制器、压控振荡器（VCO）、移相器、开关、MMIC收发前端，甚至整个发射/接收（T/R）组件（收发系统）。由于MMIC的衬底材料（如GaAs、InP等化合物半导体）的电子迁移率较高、带禁宽度宽、工作温度范围大、微波传输性能好，所以MMIC具有电路损耗小、噪声低、工作频率高、频带宽、动态范围大、功率大、附加效率高、抗电磁辐射能力强等特点。


[ 本帖最后由 随心 于 2009-9-29 18:48 编辑 ]

soso

关注中 确实很少接触到这种专用的集成电路 跟着楼主学习

随心

:P 美女管理员的关注是发帖的强大动力

soso

:D 还在想 两个M是啥的简写呢 原来还有一个 monolithic

随心

我们就叫它美眉IC的，吸引男同胞的眼球

soso

经典~~那女孩学岂不很没有动力 呵呵

随心

女生入了MMIC这一行，那肯定是越来越PP啊，因为这是美眉  IC嘛
我们放假了，刚好挂你们论坛，刷钱

dkscb

一起学习啦！！

随心

MMIC最适宜的频率范围是分米波的高频端及毫米波和亚毫米波，它的突出优点是：(a)电路的体积、重量大大减小，成本降低。与以前的微波混合集成电路(HMIC)比较，体积可缩小90%～99%，成本可降低80%～90%。(b)便于批量生产，电性能一致性好。制造MMIC是采用半导体批量加工工艺，一旦设计的产品验证后就可大批量生产；电路在制造过程中不需要调整。(c)可用频率范围提高，频带成倍加宽。由于避免了有源器件管壳封装寄生参量的有害影响，所以电路工作频率和带宽大大提高。(d)可靠性高，寿命长MMIC一般不需要外接元件，清除了内部元件间的人工焊接，当集成度较高时，接点和互连线减少，整机零部件数减少97%以上，所以可靠性大大提高(可提高100倍)。如下图是一款MMIC芯片装配图，图中所示的MMIC芯片仅3.3×2.1mm大小。



　MMIC是一项综合性很强的技术，涉及到化工、冶金、精密仪器、光学、自动控制和计算机技术等各学科领域。归纳起来，其主要关键技术包括：①GaAs等化合物半导体材料制备，分子束外延(MBE)和金属有机化学汽相淀积(MOCVD)。②亚微米(0.1～0.5μm)光刻技术(远紫外、电子束或x射线光刻、聚焦离子束FIB)。③全离子注入技术、干刻蚀技术、高温栅技术。④计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助测试(CAT)。⑤封装技术。

随心

　　经30年左右的研究开发，MMIC已经实用化。其发展趋势有以下几方面：
　　(a)采用更为先进的材料生产技术，广泛应用异质结构双极晶体管(HBT)和高电子迁移率晶体管(HEMT)。几乎所有的金属-半导体场效应晶体管(MESFET)和HEMT材料都用MBE技术生长，大部分HBT材料也由MBE生长，只有小部分由MOCVD技术生长，而且电路大都采用HEMT和HBT。HBT、HEMT等器件的进一步改进，已在100GHz以及更高频率获得良好的增益、效率、噪声及输出功率。现在生产的主流技术是全离子注入工艺和细栅条工艺，并用标准生产线生产。全离子注入工艺的应用对提高电路性能，提高芯片的可靠性及成品率有很大作用。为了进一步提高器件、电路性能，栅条做得越来越细。
　　(b) MMIC的 CAD技术继续发展，并发展成“混合信号设计”。目前GaAs MMIC的CAD已经逐渐成熟，减少设计风险率是设计追求的目标，经过这些年的努力，用计算机辅助设计距离一次设计成功的目标已为时不远了。另有专家预言，下一代GaAs MMIC将要发展到“混合信号设计”，即把模拟、微波和数字诸功能集成在同一芯片上。　　(c) MMIC重点在于系统集成。经过多年的研究开发，已将重点转向系统集成，其中主要涉及T/R组件、高速光通信系统、一点对多点的通信系统、卫星通信系统等。
　　(d) MMIC向商用(民用)转移。随着MMIC的工艺技术改进，成本降低以及世界格局的变化，MMIC向民用转移的比例逐年增高。

国庆多准备了些! 大家有问题欢迎讨论！

随心

4.国内概况
　美国、日本和西欧是目前国际上半导体集成电路工业的主要三大地区，我国MMIC起步与美国比，晚了10～15年，目前也取得了较大成绩，尤其近年来，获得迅速发展。自80年代以来，共研制出覆盖X、S、C、Ku、Ka等波段的几十种单片微波集成电路及模块，尤其在微波单片低噪声放大器、功率放大器、GaAs单片行波放大器、衰减器、混频器、矢量调制器、数字分频器、有源环行器、单片接收机、开关、T/R模块等电路与子系统方面取得了一系列新成果。主要差距在于我国MMIC材料工艺基础与设计力量比较薄弱，性能水平尚待大幅度提高。我国MMIC发展中面临的主要问题是集成度低，功率放大模块增益带宽小，一般MMIC带宽与频率上限不够，成品率低，参数一致性差，成本高等几个方面。
如果大家感兴趣，回头以MMIC PA作实例为大家讲述。

余方明

顶   呵呵  跟着党走

fhy

不错哈

chuchuda

学习了，谢楼主