RF MEMS和RF SOI技術(shù)是什么？誰(shuí)才是未來(lái)射頻技術(shù)的霸主？

　　RF MEMS是什么？

　　所謂RF MEMS是用MEMS技術(shù) 加工的RF產(chǎn)品。RF-MEMS技 術(shù)可望實(shí)現(xiàn)和MMIC的高度 集成，使制作集信息的采 集、處理、傳輸、處理和 執(zhí)行于一體的系統(tǒng)集成芯 片（SOC）成為可能。按微 電子技術(shù)的理念，不僅可 以進(jìn)行圓片級(jí)生產(chǎn)、產(chǎn)品 批量化，而且具有價(jià)格便 宜、體積小、重量輕、可 靠性高等優(yōu)點(diǎn)。 RF MEMS器件主要可以 分為兩大類：一類稱為無(wú) 源MEMS，其結(jié)構(gòu)無(wú)可動(dòng)零 件；另一類稱為有源 MEMS，有可動(dòng)結(jié)構(gòu)，在電 應(yīng)力作用下，可動(dòng)零件會(huì) 發(fā)生形變或移動(dòng)。其關(guān)鍵 加工技術(shù)分為四大類：平 面加工技術(shù)、體硅腐蝕技 術(shù)、固相鍵合技術(shù)、LIGA 技術(shù)。

　　射頻微機(jī)電系統(tǒng)（RF MEMS） 是MEMS技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一，也是二十世紀(jì)九十年代以來(lái)MEMS領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。RFMEMS用于射頻和微波頻率電路中的信號(hào)處理，是一項(xiàng)將能對(duì)現(xiàn)有雷達(dá)和通訊中射頻結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重大影響的技術(shù)。隨著信息時(shí)代的來(lái)臨，在無(wú)線通信領(lǐng)域，特別是在移動(dòng)通信和衛(wèi)星通信領(lǐng)域，正迫切需要一些低功耗、超小型化且能與信號(hào)處理電路集成的平面結(jié)構(gòu)的新型器件，并希望能覆蓋包括微波、毫米波和亞毫米波在內(nèi)的寬頻波段。而目前的通訊系統(tǒng)中仍有大量不可或缺的片外分立元件，例如電感、可變電容、濾波器、耦合器、移相器、開(kāi)關(guān)陣列等，成為限制系統(tǒng)尺寸進(jìn)一步縮小的瓶頸。RF MEMS技術(shù)的出現(xiàn)有望解決這個(gè)難題。采用RF MEMS技術(shù)制造的無(wú)源器件能夠直接和有源電路集成在同一芯片內(nèi)，實(shí)現(xiàn)射頻系統(tǒng)的片內(nèi)高集成，消除由分立元件帶來(lái)的寄生損耗，真正做到系統(tǒng)的高內(nèi)聚，低耦合，能顯著提高系統(tǒng)的性能。

　　那RF SOI較RF MEMS的優(yōu)點(diǎn)是什么？

　　首先，RF SOI工藝可工作頻率很高，F(xiàn)t/Fmax滿足毫米波工作頻率3至5倍的要求；RF SOI可以實(shí)現(xiàn)器件堆疊（device stacking），從而同時(shí)提高了功率與能效比；再次，RF SOI工藝采用的襯底降低了寄生效應(yīng)，這樣制造出來(lái)的射頻芯片品質(zhì)因數(shù)更高、損耗更低、噪聲系數(shù)更好，同時(shí)這種襯底也提高了產(chǎn)品的絕緣水平與線性度；第四，RF SOI可以集成邏輯與控制功能，這是GaAs工藝無(wú)法做到的，所以GaAs器件在應(yīng)用當(dāng)中需要再搭配一顆控制芯片，采用RF SOI工藝就可以把PA和控制功能集成到一顆芯片上，在降低成本的同時(shí)又節(jié)省了寶貴的PCB面積；最后RF-SOI具備后柵偏壓可調(diào)（Back-gate bias）功能，利用該功能可微調(diào)毫米波射頻線路以適應(yīng)使用需求。

　　在回顧了中國(guó)智能手機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程后，新傲科技的總經(jīng)理王慶宇指出隨著智能手機(jī)數(shù)量的增長(zhǎng)，對(duì)RF－SOI的需求也迅猛增加，這對(duì)中國(guó)發(fā)展RF－SOI帶來(lái)了很難得的機(jī)會(huì)，但也有許多挑戰(zhàn)。

　　這兩種技術(shù)到底誰(shuí)更適合未來(lái)？

　　RF器件和制造工藝市場(chǎng)正在升溫，這種態(tài)勢(shì)對(duì)于智能手機(jī)中使用的兩個(gè)關(guān)鍵組件 - 射頻開(kāi)關(guān)器件和天線調(diào)諧器尤為明顯。

　　射頻器件制造商及其代工合作伙伴繼續(xù)推出基于RF SOI工藝技術(shù)的傳統(tǒng)射頻開(kāi)關(guān)芯片和調(diào)諧器，用于當(dāng)今的4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。最近，GlobalFoundries為未來(lái)的5G網(wǎng)絡(luò)推出了45nm RF SOI工藝。RF SOI是絕緣體上硅（SOI）技術(shù)的RF版本，該工藝?yán)昧藘?nèi)置隔離襯底的高電阻率特性。

　　為了改變市場(chǎng)格局，一家無(wú)晶圓廠IC設(shè)計(jì)公司Cavendish KineTIcs正在推出基于替代工藝RF MEMS的新一代RF產(chǎn)品和天線調(diào)諧器。

　　RF開(kāi)關(guān)和調(diào)諧器是手機(jī)RF前端模塊中的兩個(gè)關(guān)鍵組件。RF前端集成了系統(tǒng)的發(fā)送/接收功能，其中，RF開(kāi)關(guān)對(duì)無(wú)線信號(hào)進(jìn)行路由，調(diào)諧器幫助把天線調(diào)整匹配到任何頻段上。

　　即便不考慮RF設(shè)備和工藝類型的變革，當(dāng)今RF市場(chǎng)的挑戰(zhàn)也足以令人望而生畏。Cavendish KineTIcs公司總裁兼首席執(zhí)行官Paul Dal Santo表示：“幾年前，RF還是一項(xiàng)相當(dāng)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，但是現(xiàn)在，事情已經(jīng)發(fā)生了大大的改變。首先，您的射頻前端必須處理范圍非常廣泛的頻帶，從600MHz一直延伸到3GHz。隨著更加先進(jìn)的5G技術(shù)的到來(lái)，頻段將進(jìn)一步上延，達(dá)到5GHz至60GHz。這給前端RF設(shè)計(jì)師帶來(lái)了一些難以置信的挑戰(zhàn)。”

　　手機(jī)OEM廠商必須正面這種挑戰(zhàn)，做出權(quán)衡，考慮選擇新的組件。具體來(lái)說(shuō)，對(duì)于RF開(kāi)關(guān)和天線調(diào)諧器而言，可以歸結(jié)為兩種技術(shù) - 基于RF SOI工藝和RF MEMS工藝的器件。

　　RF SOI是現(xiàn)在服役的制造工藝?；赗F SOI工藝的器件可以滿足當(dāng)下的要求，但它們開(kāi)始遇到一些技術(shù)問(wèn)題。除此之外，市場(chǎng)還存在價(jià)格壓力，隨著器件從200mm遷移到300mm晶圓，也會(huì)引發(fā)一些問(wèn)題。

　　相比之下，RF MEMS具有一些有趣的特性，并在某些領(lǐng)域取得了進(jìn)展。事實(shí)上，Cavendish KineTIcs公司表示，其基于RF MEMS工藝的MEMS天線調(diào)諧器正在被三星和其他OEM使用。

　　Strategy AnalyTIcs的分析師Chris Taylor表示：“RF MEMS能夠提供非常低的導(dǎo)通電阻，從而降低插入損耗。但RF MEMS缺乏生產(chǎn)追蹤記錄，大批量的無(wú)線系統(tǒng)OEM廠商將不會(huì)盲目對(duì)新技術(shù)和小型供應(yīng)商買單。當(dāng)然，相較于RF SOI器件，RF MEMS的價(jià)格必須有足夠的競(jìng)爭(zhēng)力，但還有一個(gè)主要的障礙是，OEM廠商需要驗(yàn)證產(chǎn)品可靠性，需要可靠的供應(yīng)來(lái)源。”

　　射頻前端

　　智能手機(jī)是混合了RF開(kāi)關(guān)、天線調(diào)諧器和其他組件商業(yè)環(huán)境的大市場(chǎng)，它的數(shù)據(jù)值得一看。根據(jù)Pacific Crest Securities的數(shù)據(jù)，2017年，全球智能手機(jī)出貨量預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)1％，而在剛剛過(guò)去的2016年，智能手機(jī)的年增長(zhǎng)率也僅有1.3％。

　　另一方面，根據(jù)YoleDéveloppement的數(shù)據(jù)，智能手機(jī)的RF前端模塊/組件市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將從2016年的101億美元躍升至2022年的227億美元。據(jù)Strategy Analytics分析，2016年，RF開(kāi)關(guān)設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模為17億美元。

　　隨著OEM廠商繼續(xù)在智能手機(jī)中增加更多RF組件，RF市場(chǎng)正在不斷增長(zhǎng)。“多頻段LTE也正在向低端設(shè)備普及，”Strategy Analytics的Taylor說(shuō)。“RF開(kāi)關(guān)組件市場(chǎng)正在增長(zhǎng)。”

　　在手機(jī)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)向4G或長(zhǎng)期演進(jìn)（LTE）的過(guò)程中，每臺(tái)手機(jī)的RF開(kāi)關(guān)設(shè)備數(shù)量都有所增加。“我們談?wù)摰某鲐浟繂挝环浅＞薮螅?rdquo;Taylor說(shuō)。“現(xiàn)在，大多數(shù)RF開(kāi)關(guān)設(shè)備（并非全部）應(yīng)用在手機(jī)上，其中絕大多數(shù)使用了RF SOI制造工藝。RF MEMS仍然是新興事物，相對(duì)于RF SOI開(kāi)關(guān)來(lái)說(shuō)微不足道。”

　　盡管RF開(kāi)關(guān)的出貨量巨大，但市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，價(jià)格壓力較大。Taylor說(shuō)，這些設(shè)備的平均銷售價(jià)格（ASP）為10至20美分。

　　同時(shí)，在一個(gè)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)中，RF前端由多個(gè)組件組成 - 功率放大器、低噪聲放大器（LNA）、過(guò)濾器和RF開(kāi)關(guān)。

　　GlobalFoundries的技術(shù)人員Randy Wolf在最近的一個(gè)演講中說(shuō)：“功率放大器的主要目的是確保有足夠的能量，可以讓您的信號(hào)或信息到達(dá)目的地。

　　LNA放大來(lái)自天線的小信號(hào)。RF開(kāi)關(guān)將信號(hào)從一個(gè)組件路由到另一個(gè)組件。“過(guò)濾器可防止任何不需要的信號(hào)進(jìn)入后端，”Wolf說(shuō)。

　　在手機(jī)上，2G和3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的射頻功能非常簡(jiǎn)單。2G只有四個(gè)頻段，3G有五個(gè)頻段。但4G有40多個(gè)頻段。4G不僅融合了2G和3G的頻段，而且還搭載了一系列4G頻段。

　　除此之外，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商部署了一種稱為載波聚合的技術(shù)。載波聚合將多個(gè)信道或分量載波組合到一個(gè)大數(shù)據(jù)管道中，在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)更高的帶寬和更快的數(shù)據(jù)速率。

　　為了應(yīng)對(duì)多個(gè)頻段和載波聚合，OEM廠商需要復(fù)雜的RF前端模塊。今天的RF前端模塊會(huì)集成兩個(gè)或多個(gè)多模多頻帶功率放大器，以及多個(gè)開(kāi)關(guān)和過(guò)濾器。“這取決于所采用的RF架構(gòu)。功率放大器的數(shù)量由手機(jī)可尋址的地區(qū)頻帶決定。”Qorvo移動(dòng)戰(zhàn)略營(yíng)銷經(jīng)理Abhiroop Dutta表示：“使用單個(gè)SKU在全球范圍內(nèi)應(yīng)對(duì)多地區(qū)/全球蜂窩市場(chǎng)的典型“全網(wǎng)通”手機(jī)，頻段覆蓋面非常廣泛。在這種手機(jī)典型的集成RF前端模塊的實(shí)現(xiàn)中，一個(gè)工程選擇是使用具有分頻帶模塊的射頻前端，以應(yīng)對(duì)高、中、低頻帶的不同要求。”

　　相比之下，還有另外一種情況，智能手機(jī)OEM廠商可能會(huì)針對(duì)特定市場(chǎng)設(shè)計(jì)專用手機(jī)。“一個(gè)例子是針對(duì)中國(guó)大陸市場(chǎng)的手機(jī)。在這種情況下，RF前端需要支持該地區(qū)特有的頻段，”Dutta說(shuō)。

　　根據(jù)Cavendish Kinetics的說(shuō)法，LTE手機(jī)上有兩種天線，主集天線和分集天線?；旧?，主集天線用于發(fā)射/接收功能，分集天線用于提高手機(jī)的下行數(shù)據(jù)速率。

　　在實(shí)際操作中，信號(hào)首先到達(dá)主集天線，然后移動(dòng)到天線調(diào)諧器上，這允許系統(tǒng)調(diào)整到任何頻帶。然后，信號(hào)進(jìn)入一系列射頻開(kāi)關(guān)。“它轉(zhuǎn)換到您要使用的適用頻段說(shuō)，比如GSM、3G或4G，”GlobalFoundries的Wolf說(shuō)。“從那里，信號(hào)進(jìn)入濾波器，然后是功率放大器，最后到達(dá)接收器。”

　　考慮到這種復(fù)雜性，手機(jī)OEM廠商面臨一些挑戰(zhàn)，功耗和尺寸至關(guān)重要。“由于這種復(fù)雜性，信號(hào)在前端會(huì)遭到更多損失，這對(duì)您的接收機(jī)的總體噪聲系數(shù)將造成負(fù)面影響，”Wolf說(shuō)。

　　顯然，RF開(kāi)關(guān)在解決這個(gè)問(wèn)題方面起關(guān)鍵作用?？偟膩?lái)說(shuō)，智能手機(jī)可能包含10多個(gè)RF開(kāi)關(guān)設(shè)備?；镜腞F開(kāi)關(guān)采用單刀單擲（SPST）配置。這是一種簡(jiǎn)單的on-off型開(kāi)關(guān)。

　　今天，OEM廠商使用更復(fù)雜的開(kāi)關(guān)類型。Ron * Coff是RF開(kāi)關(guān)的關(guān)鍵指標(biāo)。根據(jù)Peregrine Semiconductor，“Ron * Coff是反映RF信號(hào)通過(guò)處于”導(dǎo)通“狀態(tài)的開(kāi)關(guān)時(shí)發(fā)生多少損耗（Ron或?qū)娮瑁?，以及RF信號(hào)在開(kāi)關(guān)處于“關(guān)閉”狀態(tài)下通過(guò)電容器泄漏多少能量（Coff或關(guān)斷電容）的比率。”

　　總而言之，OEM廠商需要的是沒(méi)有插入損耗和實(shí)現(xiàn)良好隔離的RF開(kāi)關(guān)。插入損耗涉及信號(hào)功率的損失。如果RF開(kāi)關(guān)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)良好的隔離，系統(tǒng)可能會(huì)遇到干擾。“總的來(lái)說(shuō)，射頻前端面臨的挑戰(zhàn)是支持日益增長(zhǎng)的性能需求，并緊跟不斷發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)和日益增加的頻帶覆蓋的步伐。不僅如此，由于手機(jī)變薄，RF解決方案的封裝尺寸也在縮小。Qorvo的Dutta表示，插入損耗、天線功率和隔離等關(guān)鍵指標(biāo)仍然是推動(dòng)RF產(chǎn)品組合解決方案不斷發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力。

　　解決方案

　　今天，手機(jī)的功率放大器主要使用砷化鎵（GaAs）技術(shù)。幾年前，OEM將射頻開(kāi)關(guān)等制造工藝從GaAs和藍(lán)寶石（SoS）遷移到RF SOI上。GaAs和SoS是SOI的變體，隨著RF開(kāi)關(guān)變得越來(lái)越復(fù)雜，這兩種工藝變得太貴了。

　　RF SOI不同于完全耗盡的SOI（FD-SOI），適用于數(shù)字應(yīng)用。與FD-SOI類似，RF SOI在襯底中具有很薄的絕緣層，能夠?qū)崿F(xiàn)高擊穿電壓和低漏電流。

　　GlobalFoundries RF業(yè)務(wù)部門主管Peter Rabbeni表示：“移動(dòng)市場(chǎng)繼續(xù)看好RF SOI，因?yàn)樗軌蛟趯掝l率范圍內(nèi)提供低插入損耗、低諧波以及高線性度，實(shí)現(xiàn)了良好的性能和成本效益。”

　　今天，Qorvo、Peregrine、Skyworks等公司提供基于RF SOI的射頻開(kāi)關(guān)。通常，RF開(kāi)關(guān)制造商使用代工廠來(lái)制造這些產(chǎn)品。GlobalFoundries、意法半導(dǎo)體、TowerJazz和聯(lián)電是RF SOI代工業(yè)務(wù)的領(lǐng)軍企業(yè)。

　　因此，OEM在組件供應(yīng)商和代工產(chǎn)品方面有多種選擇。通常，代工廠提供RF SOI工藝，涵蓋從180nm到45nm的節(jié)點(diǎn)和不同的晶片尺寸。

　　決定使用哪一個(gè)節(jié)點(diǎn)取決于具體應(yīng)用。聯(lián)電公司業(yè)務(wù)管理副總裁吳坤表示：“關(guān)于RF SOI技術(shù)的具體化，一切都是從技術(shù)性能、成本和功耗的角度來(lái)考慮適用于終端應(yīng)用的技術(shù)解決方案。”

　　即便有多種選擇，RF開(kāi)關(guān)制造商也面臨一些挑戰(zhàn)。RF開(kāi)關(guān)本身包含場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET）。與大多數(shù)器件一樣，F(xiàn)ET受到不需要的溝道電阻和電容的影響。

　　在RF開(kāi)關(guān)中，F(xiàn)ET被堆疊使用。通常而言，當(dāng)今的RF開(kāi)關(guān)中堆疊了10到14個(gè)FET。據(jù)專家介紹，隨著FET數(shù)量的增加，器件可能會(huì)遇到插入損耗和電阻帶來(lái)的相關(guān)問(wèn)題。

　　另一個(gè)問(wèn)題是電容。Skyworks在2014年發(fā)表的一篇題為《RF應(yīng)用中SOI工藝的最新進(jìn)展和未來(lái)趨勢(shì)》的文章中表示，“在RF開(kāi)關(guān)中，30％或更多不需要的電容來(lái)自于器件中的互連?；ミB是金屬層或微型布線方案，包括基于RF SOI的開(kāi)關(guān)。

　　通常，在4G手機(jī)中，RF開(kāi)關(guān)的主流制造工藝是200mm晶圓的180nm和130nm節(jié)點(diǎn)。許多（但不是全部）互連層基于鋁。鋁互聯(lián)在IC行業(yè)使用多年，價(jià)格便宜，但也具有較高的電容。

　　因此，銅被用于RF器件中一些被選定的層。銅是更好的導(dǎo)體，并且電阻小于鋁。Ng表示：“用于130nm RF CMOS工藝產(chǎn)品的傳統(tǒng)金屬堆疊包括具有成本優(yōu)勢(shì)的鋁互連層和具有性能優(yōu)勢(shì)的銅互連層。”這是平衡成本和性能的最佳解決方案。RF SOI解決方案通常包含一定數(shù)量的鋁金屬層和一個(gè)或多個(gè)銅層。

　　通常，在頂層上使用銅作為超厚金屬層，幫助改善無(wú)源器件性能。他說(shuō)：“最好是銅這樣的厚頂層金屬，它能夠最小化歐姆損耗，從而提高性能。”

　　最近，RF設(shè)備制造商已經(jīng)從200mm晶圓遷移到300mm晶圓，其工藝節(jié)點(diǎn)也從130nm遷移到45nm。通常，300mm晶圓廠只使用銅互連。

　　只使用銅互連，RF開(kāi)關(guān)制造商可以降低電容。但是，300mm晶圓提高了制造成本，從而在市場(chǎng)上造成一些矛盾。一方面，成本敏感的手機(jī)OEM廠商需要RF開(kāi)關(guān)保持較低的價(jià)格。另一方面，RF開(kāi)關(guān)設(shè)備制造商和代工廠希望能夠保持利潤(rùn)。

　　“今天，只有極少的RF SOI器件采用300mm晶圓生產(chǎn)，”Ng說(shuō)。“這種情況的出現(xiàn)有很多原因，包括300mm RF SOI襯底的成本/可用性，以及支持后硅處理的基礎(chǔ)設(shè)施等因素。然而，我們預(yù)計(jì)，在未來(lái)幾年內(nèi)，這些挑戰(zhàn)將會(huì)在很大程度上得到解決，然后大部分大批量的RF SOI應(yīng)用將會(huì)遷移到300mm晶圓上。”

　　在此之前，行業(yè)可能會(huì)面臨300mm的供需問(wèn)題。“我們認(rèn)為，在更多的生產(chǎn)遷移到300mm晶圓之前，市場(chǎng)將一直面臨供不應(yīng)求的挑戰(zhàn)。產(chǎn)能上馬有多快，需求有多大，都將反映在供需矛盾上。”他說(shuō)。

　　今天的RF SOI工藝適用于4G手機(jī)。GlobalFoundries希望在5G競(jìng)賽中脫穎而出，最近為5G應(yīng)用推出了45nm RF SOI工藝。該工藝?yán)昧烁唠娮柃甯患腟OI襯底。

　　5G是4G網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)。今天的LTE網(wǎng)絡(luò)頻段介于700 MHz到3.5 GHz之間。相比之下，5G不僅與LTE共存，而且還將在30 GHz至300 GHz之間的毫米波段內(nèi)運(yùn)行。5G將數(shù)據(jù)傳輸速率提高到10Gbps以上，即LTE的100倍。但5G的大規(guī)模部署預(yù)計(jì)得到2020年及以后了。

　　無(wú)論如何，5G需要一個(gè)新的組件。“（45nm RF SOI）主要集中在5G毫米波前端，它集成了PA、LNA、開(kāi)關(guān)、移相器，為5G系統(tǒng)創(chuàng)建了一個(gè)集成的毫米波可控波束形成器。”GlobalFoundries的Rabbeni說(shuō)。

　　5G還有其它的解決方案，RF MEMS就是其中一種可能。此外，TowerJazz和加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校最近展示了一個(gè)12Gbps的5G相控陣芯片組。該芯片組采用了TowerJazz的SiGe BiCMOS技術(shù)。

　　哪種工藝將勝出？只有時(shí)間會(huì)告訴我們答案。“目前尚不清楚RF MEMS是否在5G應(yīng)用上具有優(yōu)勢(shì)。”Strategy Analytics的Taylor說(shuō)。

　　什么是RF MEMS？

　　基于RF SOI的射頻開(kāi)關(guān)將繼續(xù)占據(jù)主導(dǎo)地位，但新技術(shù)RF MEMS也可能存在一定的生存空間。“隨著時(shí)間的推移，SOI已經(jīng)取得了不可思議的進(jìn)步。電阻下降了，線性度也變得更好了。”Cavendish Kinetics的Dal Santo說(shuō)。“但是SOI開(kāi)關(guān)的本質(zhì)是一個(gè)晶體管導(dǎo)通或關(guān)閉。導(dǎo)通時(shí)，表現(xiàn)不是很好，關(guān)閉時(shí)，也不是很好。

　　多年來(lái)，RF MEMS技術(shù)一直在穩(wěn)步前進(jìn)。今天，Cavendish、Menlo Micro和WiSpry（AAC Technologies）正在為移動(dòng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)RF MEMS。

　　RF MEMS與陀螺儀和加速度計(jì)等基于傳感器的MEMS不同。傳感器MEMS是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。相比之下，RF MEMS只進(jìn)行信號(hào)的傳導(dǎo)。

　　最初，Cavendish等公司將RF MEMS技術(shù)應(yīng)用到使用RF SOI和其它工藝的天線調(diào)諧器市場(chǎng)。

　　“如果天線是固定的，我們不可能使它支持所需的不同頻段。所以天線需要調(diào)整，“Dal Santo說(shuō)。“現(xiàn)在，主要的方法是采取切換，要么切換不同的固定電容器，要么切換不同的固定電感器。問(wèn)題在于天線是高Q設(shè)備。你必須小心，否則會(huì)帶來(lái)輻射性能的損失。”

　　相比之下，Cavendish的調(diào)諧器有32個(gè)不同的電容范圍。“它們是完全可編程的，具有非常好的高Q性能。所以輻射性能損失非常低。您可以使用這些，把天線調(diào)整到您需要支持的頻率范圍。”他說(shuō)。

　　展望未來(lái)，Cavendish計(jì)劃在更大的RF開(kāi)關(guān)領(lǐng)域采用RF SOI器件。他說(shuō)：“如果用一個(gè)真正的開(kāi)關(guān)代替RF SOI，那就是MEMS開(kāi)關(guān)，你的接收機(jī)或發(fā)射機(jī)的插入損耗都會(huì)降低。”他說(shuō)。

　　但是，RF MEMS器件是否會(huì)取代基于RF SOI的器件？關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，TowerJazz可以提供一些見(jiàn)解。TowerJazz提供傳統(tǒng)的RF SOI工藝，也是Cavendish的RF MEMS器件的代工廠商。

　　“RF MEMS和RF SOI可能在競(jìng)爭(zhēng)相同的應(yīng)用上會(huì)有一些小的重疊。一般來(lái)說(shuō)，它們是相互補(bǔ)充關(guān)系，RF MEMS用于最苛刻的應(yīng)用，而RF SOI用于其余的應(yīng)用，“TowerJazz RF /高性能模擬業(yè)務(wù)部門高級(jí)副總裁兼總經(jīng)理Marco Racanelli說(shuō)。

　　“RF SOI技術(shù)將繼續(xù)發(fā)展，它對(duì)于RF開(kāi)關(guān)應(yīng)用和部分低噪聲放大器市場(chǎng)仍然是可用的，”Racanelli說(shuō)。“然而，在一些特殊的應(yīng)用中，用于低噪聲放大器的SiGe和用于開(kāi)關(guān)的MEMS等替代技術(shù)可以提供更佳的線性度或更低的損耗?？傊琑F SOI將繼續(xù)為不斷擴(kuò)大的市場(chǎng)服務(wù)，其他技術(shù)也將有所發(fā)展。”

　　RF MEMS已經(jīng)在天線調(diào)諧器市場(chǎng)上占有了一席之地，它能否把觸角延伸到射頻開(kāi)關(guān)業(yè)務(wù)上還有待時(shí)間驗(yàn)證。“未來(lái)，相對(duì)于內(nèi)置RF SOI，RF MEMS可以通過(guò)提供更線性和更低損耗的開(kāi)關(guān)來(lái)幫助提高手機(jī)的數(shù)據(jù)速率。”他說(shuō)。“在RF MEMS中，金屬板可以在“導(dǎo)通”狀態(tài)下直接接觸，形成金屬、低損耗、線性的連接。更高的線性度允許更多的頻帶和更復(fù)雜的調(diào)制方案，從而增加手機(jī)的數(shù)據(jù)速率。