无线产品半导体工艺的选择

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1、无线产品半导体工艺的选择

2、第1摘要：Credence的ASL3000RF为无线器件的特性化测试带来了强有力的新工具，帮助工程师面对下一代无线器件及应用，包括802.11VNA）；S参数；动态信号包络---众多的无线标准以及它们在单芯片上相互组合的可能性为实现下一代产品的生产工艺提出了很多问题。数字CMOS、RFCMOS和SiGeBiCMOS之间在工艺、成本和性能三方面存在一定的权衡，但是人们的争论更倾向于采用数字CMOS工艺作为无线产品设计的可行性方案，因为生产规模是不完善的，需要针对功能上的扩展做进一步的分析，而功能上的扩展可能在技术标准上与基于

3、CMOS的特殊工艺存在对立。---与之竞争的工艺（例如SiGeBiCMOS和RFCMOS）和标准CMOS工艺一样采用相同的生产设备、工具和流程，但是其新增的工具能够针对具体的应用需求制造出更加优化的模块。利用已有的CMOS基础设备开发具有更高成效比的特殊工艺（包括SiGeBiCMOS），标准CMOS工艺竞争对手切入市场的这种手段已经改变了原来的商业模式，使得专用的特殊CMOS工艺能够在性能和价格上与标准CMOS工艺直接进行竞争，因为这两种工艺共享相同的设备并具有相同的产量。500)this.style.ouseg(this)">无线应用的快速发展带

4、来了机遇---支持多种功能和多个频带的无线产品的不断涌现，为今天的消费者提供了更加丰富的互连方案和功能组合，形成了一个快速发展的局面（参见图1）。随着支持2.5G、3G和A的在无线局域网（OS工艺---随着采用SoCCMOS技术进行设计的线缆调制解调器、以太网、蓝牙和其他一些应用的商品化，无意之中验证了标准CMOS工艺无所不能的观点，这类采用主流数字设计方法的应用项目只需要有限的混合信号功能，同时大量采用数字信号处理和嵌入式存储器。双栅氧化层工艺可以在标准的架构中集成模拟电路，而且能够将混合信号的IP设计从350nm向下延伸到180nm甚至150n

5、m的工艺上。---一代又一代的模拟电路中使用的厚栅I/O晶体管都具有二级效应，直到130nm和90nm工艺出现之后这种晶体管的电气特性终于有了变化，并且引起晶体管基本模拟性能以及栅介质和互连材料改变。由于晶体管设计和材料选择方面存在的这些差异，原来在数字领域具有强大性能的先进CMOS工艺在模拟领域的表现就大不相同了。500)this.style.ouseg(this)">---不同工艺之间，甚至名义上工艺相同但制造批次不同的产品的可移植性在混合信号设计方面存在的问题更多。采用标准工艺集成的RF设计要想针对其数字性能进行优化是相当困难的，因为我们无法

6、对它的二级参数进行常规监控。模拟功能的数字化趋势已经缓解了其中一些问题，但是简单地增加更多的数字门或者更多的MIPS去模仿模拟电路的效率是很低的，这将增大射频器件的功耗。---产品设计团队的任务包括选择系统架构以及半导体工艺，用适当成本实现所有所需的功能。今天的投资者们主张采用前沿的“标准”CMOS工艺来实现复杂的混合信号设计，这种偏见将关键子系统模块（例如功率放大器、电源控制、天线开关、滤波器和电压调节器）的供货权拱手交给了那些通常无法提供更复杂IC产品的供应商。---当前特殊硅工艺（例如SiGeBiCMOS）在无线领域的垄断地位归功于大型IDM

7、（integrateddevicemanufacturers，集成器件制造商）的开发与生产能力，这种能力满足了应用的需求。到目前为止，IC领域的Fabless公司只能使用主要几家数字晶圆厂商的标准CMOS工艺来开发大批量的应用，以确保供货并避免与IDM发生冲突，而IDM拥有工厂，本身就充当着制造商的角色。在过去两年内，特殊工艺制造商的涌现和增长为IC界的Fabless公司打开了机遇之门，他们所提供的电路定制技术能够更完善地解决模拟和RF集成的需求。模拟与RF的集成---对于无线而言，将部分模拟子系统与数字基带系统集成在一起的尝试打破了关键系统构建块

8、（电源管理、混合信号、收发器、RF电源控制和功率放大器）之间的连接。行业路线图并没有规定在先进CMOS工艺下将所有模拟模块集成在单芯片内的技术路线，因此尽管数字子系统可以实现新的无线标准和多媒体应用的信号处理需求，但是在特殊的硅工艺下模拟子系统的集成方案更加可行，这种硅工艺以最佳的成本性能折中方案，为满足模拟和RF电路的需求进行了优化。特殊工艺---由于标准CMOS工艺的可用性较高，人们对生产规模和设计移植性的认识使得人们推崇使用标准CMOS工艺的呼声处于绝对优势。制造工艺的缩放得益于生产资源的完全利用，用典型的金融术语来描述就是运行成本（包括劳动

9、力、供给、工具、折旧和其他一些常见的商业运行成本）的完全吸收。---尽管对于不同地理位置上的厂商来说其中的某些个别参数可能