作者：孫昌旭

　　前不久，英特爾公司宣布已開發(fā)出能夠支持當(dāng)前所有Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)（802.11a、b和g）并符合802.11n預(yù)期要求的全CMOS工藝直接轉(zhuǎn)換雙頻無線收發(fā)信機原型，包括了5GHz的PA，并輕松實現(xiàn)了發(fā)送器與接收器功能的分離。這是業(yè)界又一次對GaAs RF器件提出了挑戰(zhàn)。

　　GaAs將會失去其在RF模塊中的主導(dǎo)地位，而讓位于RF CMOS和BiCMOS(SiGe摻雜)工藝嗎？這一爭論已久的話題也成為前不久舉辦的國際微波技術(shù)研討會（MTT-S）的熱門話題。

　　一些專家認(rèn)為，RF CMOS可能會比較適合于低成本、短距離的應(yīng)用比如WLAN和藍(lán)牙，但不適合于手機功放的應(yīng)用，GaAs仍將繼續(xù)主導(dǎo)手機功放市場。但反對者認(rèn)為CMOS的可集成性已經(jīng)表明它在藍(lán)牙和許多Wi-Fi應(yīng)用中具有很好的性價比，且已有公司針對GSM/GPRS四頻手機設(shè)計出全CMOS工藝的單芯片PA。

　　對此，諾基亞的RF工程與技術(shù)經(jīng)理Fazal Ali分析道，2004年手機出貨量約為6.645億部，每部電話中有兩或三個放大器，總計接近20億個，但其中幾乎沒有功率放大器(PA)采用CMOS工藝。

　　專家們認(rèn)為，RF CMOS和GaAs不是同一類東西。作為分立晶體管，GaAs是非常有效率的天線驅(qū)動器和功率放大器材料，具有非常好的RF性能。RF CMOS作為一種集成技術(shù)受到青睞，因為該特點可能使RF收發(fā)器能夠與基帶處理器共存。但這種情形何時才能出現(xiàn)，甚至連CMOS的支持者也說不上來。

　　來自GaAs晶體管制造商Anadigics公司的Aditya Gupta堅持認(rèn)為，RF CMOS只是“空頭支票”，可能永遠(yuǎn)也達不到GaAs的性能水平。他指出CMOS在手機放大器市場沒有什么商業(yè)機會。而Skyworks Solutions公司的Pete Zampard更是嘲諷道：“CMOS字母就是代表著‘不能滿足我們的規(guī)格’(Can't Meet Our Specs)�！�

　　但是，對CMOS最有力的論據(jù)來自Axiom公司顧問兼加州理工學(xué)院的教授Ali Hajimari。他指出CMOS工藝在需要多顆PA時就表現(xiàn)出強大的優(yōu)勢。Axiom公司成功演示了為GSM/GPRS四頻手機所設(shè)計的單芯片PA，它就是采用0.13um的CMOS工藝制造。他表示與采用GaAs工藝相比，PA的效率提升了55%，該單芯片還包括了相匹配的I/O�！安捎肅MOS PA將為全CMOS的無線射頻器件鋪平道路�！彼f。不過他承認(rèn)，CMOS可能在接收器領(lǐng)域比在發(fā)射器領(lǐng)域取得更大的進展，但他不愿放棄希望。他說：“只有勇敢的人才會說出‘CMOS能做到這點。”

　　另一家公司Peregrine半導(dǎo)體也在為CMOS而努力。他們正在采用一種稱為超CMOS的工藝制造天線開關(guān)和PA，并稱比采用GaAs工藝要簡單得多。

　　但是，更多的人認(rèn)為GaAs, RF CMOS 和BiCMOS將會在許多系統(tǒng)中共存。比如RF 微器件公司(RFMD)能同時供應(yīng)GaAs和RF CMOS產(chǎn)品。

　 “我們不會白白地花費精力在SoC上。”飛利浦半導(dǎo)體的一個RF器件設(shè)計工程師表示。他指出集成面臨的最大困難是要為多頻和多模標(biāo)準(zhǔn)建立多個射頻，每一個新發(fā)明就需要一個新的PA，而在CMOS上為這些應(yīng)用所開的窗口是有限的。因此，他們更提倡系統(tǒng)級封裝，“SiP才是實現(xiàn)多頻多模的最好和最便宜的技術(shù)�！彼f。

　　而在GaAs方面，雖然市場已非常成熟，但他們?nèi)匀幻媾R著一些問題。一個比較大的問題是用戶需要增強模式器件還是損耗模式器件。普遍使用的損耗器件(異質(zhì)結(jié)雙極晶體管；HBT)具有較高的效率(55-58%)，成本較低（可能低達50美分）。但它們需要使用外部電荷泵形成一個負(fù)軌；增強型器件（偽形態(tài)高電子遷移率晶體管；e-pHEMT器件），效率高一些(62%)，而且僅需利用單個正電源軌就可充分發(fā)揮功能，但它們的制造成本較高，因此用戶需要支付額外的費用。

　　雖然人們已習(xí)慣于用GaAs來制造PA，但是專家們正在尋找一些更智惠的辦法來促進CMOS在PA中的應(yīng)用。