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1、微波集成電路徐銳敏微波電路與組件的發(fā)展RFMEMSCMOS小型化的重要性和必要性電子技術(shù)和系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。小型化是實現(xiàn)高性能、高可靠性和低成本的途徑。微電子技術(shù)的高速發(fā)展推動了通信、雷達、導(dǎo)航、測控等無線電應(yīng)用領(lǐng)域的全面微電子化。在相控陣雷達系統(tǒng)、電子武器、毫米波成像、衛(wèi)星通信、遙感等應(yīng)用領(lǐng)域中,高性能、體積小、重量輕、可靠性高、批量生產(chǎn)成本低、使用方便的小型化微波毫米波電路與系統(tǒng)在國民經(jīng)濟建設(shè)和國防建設(shè)中必將發(fā)揮越來越重要的作用。第一代微波電路——立體微波電路(20世紀40年代起)波導(dǎo)優(yōu)點:品質(zhì)因素高,損耗低,機械結(jié)構(gòu)牢固,功率
2、容量高。缺點:體積大,笨重、加工工藝和調(diào)試過程復(fù)雜,相應(yīng)成本高。第二代微波電路——微波集成電路(20世紀60年代起)微帶電路技術(shù)和集成電路技術(shù)微帶電路:在平面實現(xiàn),結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,重量輕,造價低。集成電路:可使大量有源器件集成于一個集成電路中,大大減小了器件的體積,提高了電路功能和加工的可靠性,降低了電路的加工成本。可靠性:(1)結(jié)構(gòu)裝配;(2)抗振;(3)溫度;(4)密封。混合集成電路(HMIC)采用薄膜或厚膜、印制板工藝制作無源元件和線路,再把微波固態(tài)器件裝配到電路中,實現(xiàn)微波電路集成化。微波混合集成傳輸線:微帶線類為代表,另外
3、還有帶狀線、槽線、共面線和鰭線等第三代微波電路——微波單片集成電路MMIC(20世紀70年代起)多芯片組件MCM(20世紀90年代)MCM(MultiChipModule):多芯片組件),是把多塊裸露的IC芯片組裝在同一塊多層高密度互連基板上,形成一個多芯片功能組件。層與層的金屬導(dǎo)線是用導(dǎo)通孔連接的。這種組裝方式允許芯片與芯片靠得很近,可以降低互連和布線中所產(chǎn)生的信號延遲、串擾噪聲、電感/電容耦合等問題。提高組裝密度,縮短互連長度,減少信號延遲時間,減小體積,減輕重量,提高可靠性??蓪崿F(xiàn)真正意義上器件和電路的三維集成。MCM結(jié)構(gòu)示意及
4、技術(shù)領(lǐng)域LTCC技術(shù)LTCC是多芯片組件(MCM)技術(shù)中的一種,是低溫共燒陶瓷(LowTemperatureCo-firedCeramic)的英文縮寫。800~950oCCo-fired(疊層共燒)生瓷帶金屬導(dǎo)體(Au.Ag.Cu)DupontFerroCeramic(陶瓷基板)LowTemperature多層高密度封裝可埋置無源器件采用并行加工工藝,批量生產(chǎn)成本低小型化、高可靠、低成本、性能良好的微波電路工藝流程圖LTCC的特點LTCC的應(yīng)用LTCC組件示意圖LTCC的應(yīng)用共形陣平面陣MCM新技術(shù)─陽極氧化技術(shù)起源─由俄國人在本世紀
5、初提出。結(jié)構(gòu)、工藝─在襯底上全鍍鋁薄膜,通過激光束將非電路部分氧化變成三氧化二鋁,而電路部分保留金屬鋁薄膜,再鍍鋁薄膜,再氧化,直到多層。效果─非常適合微波集成電路,特別是毫米波電路(高精度)難點─多層氧化的保護鋁金屬電路擬方法─鍍鋁薄膜再進行做保護層。21世紀——片上系統(tǒng)(SOC)SOC(SystemonChip)技術(shù),是一種高度集成化、固件化的系統(tǒng)集成技術(shù)。使用SOC技術(shù)設(shè)計系統(tǒng)的核心思想,就是要把整個應(yīng)用電子系統(tǒng)全部集成在一個芯片中。在使用SOC技術(shù)設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng),除了那些無法集成的外部電路或機械部分以外,其他所有的系統(tǒng)電路全部集
6、成在一起。SOC一般結(jié)構(gòu)示意圖系統(tǒng)功能集成是SOC的核心技術(shù);固件集成是SOC的基礎(chǔ)設(shè)計思想;嵌入式系統(tǒng)是SOC的基本結(jié)構(gòu);IP是SOC的設(shè)計基礎(chǔ)。SOC的特點目前主要還在硅工藝上實現(xiàn),工作頻率在幾個GHz以下;下一步應(yīng)在GaAs和InP等上實現(xiàn),甚至是第三代半導(dǎo)體材料SOC的關(guān)鍵技術(shù)軟、硬件的協(xié)同設(shè)計技術(shù)。IP模塊庫問題。模塊界面間的綜合分析技術(shù)。系統(tǒng)級數(shù)?;旌系碾姶偶嫒輪栴}。SOC的前景SOC成為新一代應(yīng)用電子技術(shù)的核心已經(jīng)成為不爭的事實,這不僅是電子技術(shù)本身的革命性標志,也是電子技術(shù)應(yīng)用的重大歷史變化。SOC使單片機應(yīng)用技術(shù)發(fā)生
7、了革命性的變化,這個變化就是應(yīng)用電子系統(tǒng)的設(shè)計技術(shù),從選擇廠家提供的定制產(chǎn)品時代進入了用戶自行開發(fā)設(shè)計器件的時代。這標志著單片機應(yīng)用的歷史性變化,一個全新的單片機應(yīng)用時代已經(jīng)到來。挑戰(zhàn)和機遇研究人員和工程技術(shù)人員面臨著擇業(yè)轉(zhuǎn)行問題;產(chǎn)業(yè)調(diào)整;微波無源電路、鐵氧體器件等如何進入射頻微波SOC。等等謝謝!