5月18日，杭州地芯科技有限公司（以下简称：地芯科技）在上海发布了全球首款基于CMOS工艺的支持4G的线性CMOS PA——GC06433g手机。GC0643是一款4*4mm多模多频功率放大器模块（MMMB PAM），它应用于3G/4G手持设备（包括手机及其他手持移动终端）以及Cat1.物联网设备，支持的多频段多制式应用。该模块还支持可编程MIPI控制。
对于PA来说3g手机，COMS工艺有何优势？
众所周知，射频PA是通信链路中至关重要的器件，负责将发射链路中的射频信号做最后的放大，输送到天线，PA往往是整个通信链路中功耗最大的器件之一3g手机。因此射频PA对信号的保真度以及发射效率极大地影响整个通信系统的质量和功耗。
具体来说，射频PA可以分为饱和PA和线性PA两种架构，分别对恒包络（PAR=0dB）的调制信号（FSK，PSK，GMSK等），存在幅度调制的通信信号（QAM，ASK，OFDM，CDMA等）进行放大3g手机。2G GSM，BLE，Zigbee等通信制式是恒包络信号，饱和PA即可满足放大需求；CDMA，3G WCDMA，4G LTE，5G，WiFi4/5/6等为幅度调制的宽带信号，需要线性PA进行保真放大。
虽然现代通信集成电路中，处理器，基带以及射频收发机等模块均已使用非常成熟的CMOS工艺量产数十年3g手机。但是由于射频PA对功率等级、线性度、效率、频率响应等特殊的要求，以及其相对收发链路中其他模拟射频器件较弱的电路复杂性，大部分的应用仍然使用分立的III-V族工艺实现，尤其是GaAs工艺。但是，相对于集成电路中最为广泛使用的CMOS工艺技术来说，GaAs工艺的成本要更高。这也促使了一些芯片厂商开始推动CMOS PA的产品化和商用化。
展开全文
据地芯科技副总裁张项平介绍，CMOS工艺是集成电路中最为广泛使用的工艺技术，具有高集成度、低成本、漏电流低、导热性好、设计灵活等特性3g手机。就成本来说，同样的CMOS工艺的成本只有GaAs工艺的1/5到1/4。但是，COMS工艺也存在击穿电压低、线性度差两大先天性弊端，使其在射频PA应用上面临巨大的技术挑战。
地芯科技的创始团队深耕线性CMOS PA技术十多年，在过往的经验基础上开拓创新，攻克了击穿电压低、线性度差两大世界级工艺难题，在全球范围内率先量产支持4G的线性CMOS PA，将使得CMOS 工艺的PA进入主流射频前端市场成为可能3g手机。
GC0643技术亮点
基于CMOS工艺路线的全新多模多频PA设计思路创新型开关设计支持多频多模单片集成创新的线性化电路设计低功耗、低成本、高集成度、高可靠性的最佳解决方案
应用领域
低功耗广域物联网（LP-WAN）设备3G/4G手机或其3g手机他移动型手持设备无线IoT模块等支持以下制式的无线通信：•FDD LTE Bands 1,3/4,5,8•TDD LTE Bands 34,39,40,41•WCDMA Bands 1,2,3/4,5,8
GC0643具体性能如下：
在3.4V的电源电压下3g手机，在CMOS工艺难以企及的2.5G高频段，该CMOS PA可输出32dBm的饱和功率，效率接近50%；
在LTE10M 12RB的调制方式下，-38dBc UTRA ACLR的线性功率可达27.5dBbm（MPR0），FOM值接近70，比肩GaAs工艺的线性PA3g手机。
在4.5V的电源电压下，Psat更是逼近34dBm，并在Psat下通过了VSWR 1:10的SOA可靠性测试3g手机。该设计成功攻克了CMOS PA可靠性和线性度的主要矛盾，预示了线性CMOS PA进入Psat为30-36dBm主流市场的可能性。
地芯科技CEO吴瑞砾表示，“Common-Source架构的CMOS PA和HBT的架构类似，其非线性实际上并非特别棘手到难以处理，主要问题在于无法承受太高的电源电压3g手机。”他也指出，“CMOS工艺提供了丰富种类的器件，以及灵活的设计性，通过巧妙的电路设计，可以通过模拟和数字的方式补偿晶体管本身的非线性。这也是CMOS PA设计最重要的课题之一。”
编辑：芯智讯-浪客剑
