5月18日，杭州地芯科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“地芯科技”）在上海舉辦了云騰系列新品發(fā)布會(huì)，發(fā)布了全球首款基于CMOS工藝的支持4G的線性CMOS PA——GC0643。

圖片來(lái)源：地芯科技

地芯科技CEO吳瑞礫在發(fā)布會(huì)上稱，CMOS工藝擁有極其靈活的設(shè)計(jì)性，對(duì)于射頻芯片的研發(fā)與制造十分有利，假如基于CMOS工藝打造的射頻芯片能夠完全解決高壓擊穿的問(wèn)題，那么毫無(wú)疑問(wèn)未來(lái)CMOS工藝將大有可為，而這也是CMOS PA設(shè)計(jì)最重要的課題之一。

據(jù)介紹，GC0643是一款4*4mm多模多頻功率放大器模塊（MMMB PAM），它應(yīng)用于3G/4G手持設(shè)備（包括手機(jī)及其他手持移動(dòng)終端）以及Cat1.物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，支持的多頻段多制式，還支持可編程MIPI控制。

發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，地芯科技副總裁張頂平詳細(xì)解析了COMS工藝的優(yōu)勢(shì)以及GC0643的性能、技術(shù)亮點(diǎn)等。

對(duì)于PA來(lái)說(shuō)，COMS工藝有何優(yōu)勢(shì)？

射頻PA是通信鏈路中至關(guān)重要的器件，負(fù)責(zé)將發(fā)射鏈路中的射頻信號(hào)做最后的放大，輸送到天線，PA往往是整個(gè)通信鏈路中功耗最大的器件之一。因此射頻PA對(duì)信號(hào)的保真度以及發(fā)射效率極大地影響整個(gè)通信系統(tǒng)的質(zhì)量和功耗。

具體來(lái)看，射頻PA可以分為飽和PA和線性PA兩種架構(gòu)，分別對(duì)恒包絡(luò)（PAR=0dB）的調(diào)制信號(hào)（FSK，PSK，GMSK等），存在幅度調(diào)制的通信信號(hào)（QAM，ASK，OFDM，CDMA等）進(jìn)行放大。2G GSM，BLE，Zigbee等通信制式是恒包絡(luò)信號(hào)，飽和PA即可滿足放大需求；CDMA，3G WCDMA，4G LTE，5G，WiFi4/5/6等為幅度調(diào)制的寬帶信號(hào)，需要線性PA進(jìn)行保真放大。

CMOS工藝則是集成電路中最為廣泛使用的工藝技術(shù)，具有高集成度、低成本、漏電流低、導(dǎo)熱性好、設(shè)計(jì)靈活等特性，但也存在擊穿電壓低、線性度差兩大先天性弊端，使其在射頻PA應(yīng)用上面臨巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)。

在現(xiàn)代通信集成電路中，處理器，基帶以及射頻收發(fā)機(jī)等模塊均已使用CMOS工藝量產(chǎn)數(shù)十年。然而由于射頻PA對(duì)功率等級(jí)、線性度、效率、頻率響應(yīng)等特殊的要求，以及其相對(duì)收發(fā)鏈路中其他模擬射頻器件較弱的電路復(fù)雜性，大部分的應(yīng)用仍然使用分立的III-V族工藝實(shí)現(xiàn)，尤其是GaAs工藝。

業(yè)界正在不斷探索將CMOS工藝應(yīng)用于射頻領(lǐng)域的可能性，值得注意的是，地芯科技的創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)深耕線性CMOS PA技術(shù)十多年，在過(guò)往的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，攻克了擊穿電壓低、線性度差兩大世界級(jí)工藝難題，在全球范圍內(nèi)率先量產(chǎn)支持4G的線性CMOS PA，將使CMOS 工藝的PA進(jìn)入主流射頻前端市場(chǎng)成為可能。

圖片來(lái)源：地芯科技

當(dāng)談及地芯科技PA產(chǎn)品采用CMOS工藝的考量時(shí)，張頂平指出，“其實(shí)我們做這件事情的意義在于第一次有一家廠商嘗試用不同的工藝踏足了最豐富的應(yīng)用場(chǎng)景，可以打破射頻領(lǐng)域GaAs一家獨(dú)大的局面，給客戶帶來(lái)更多的選擇，為客戶的成本做更好的優(yōu)化。”

GC0643亮點(diǎn)展現(xiàn)

據(jù)張頂平介紹，地芯科技此次發(fā)布的GC0643在工藝、架構(gòu)、設(shè)計(jì)上進(jìn)行了全方位的創(chuàng)新，“首先從傳統(tǒng)的GaAs工藝切換到了CMOS工藝；其次在架構(gòu)上突破了以往基于GaAs工藝的單端的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)；最后在設(shè)計(jì)上的創(chuàng)新其實(shí)是過(guò)去十余年積累的成果，在市場(chǎng)同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)嚴(yán)重的情況下，公司申請(qǐng)了多項(xiàng)專利以保護(hù)自研技術(shù)。”

基于以上創(chuàng)新，GC0643呈現(xiàn)了四大技術(shù)亮點(diǎn)，一是基于CMOS工藝路線的多頻多模PA設(shè)計(jì)，二是創(chuàng)新型開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)支持多頻多模單片集成，三是兼顧線性與可靠性的設(shè)計(jì)，四是低功耗 、低成本、高集成度。

張頂平還在現(xiàn)場(chǎng)展示了GC0643的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可以看到該款產(chǎn)品內(nèi)部的所有模塊、控制、開(kāi)關(guān)的集成方式簡(jiǎn)約，直接采用封裝沒(méi)有打線，因此可以保持優(yōu)秀的一致性，同時(shí)降低封測(cè)成本。

接下來(lái)，他在GC0643的HB FOM指標(biāo)，線性度、可靠性方面進(jìn)行了對(duì)比。首先從HB FOM指標(biāo)來(lái)看，GC0643在中低功率輸出時(shí)FOM值幾乎與GaAs相當(dāng)，在高功率（>26dBm）輸出時(shí)表現(xiàn)更優(yōu)；其次從線性度來(lái)看，GC0643在HB線性飽和功率達(dá)到32dBm，PAE接近50%，線性功率可達(dá)到與GaAs PA相當(dāng)?shù)?8dBm（ACLR-36dBc）；最后從可靠性來(lái)看，測(cè)試條件為Pin=6dBm , Vbatt =4 . 6V , VSWR=10 : 1時(shí), 無(wú)損壞。

目前GC0643支持FDD LTE Bands 1,3,4,5,8、TDD LTE Bands 34,39,40,41、WCDMA Bands 1,2,3,4,5,8制式的無(wú)線通信，可應(yīng)用在低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)（LP-WAN）設(shè)備、3G/4G手機(jī)或其他移動(dòng)型手持設(shè)備、無(wú)線IoT模塊等領(lǐng)域。

圖片來(lái)源：地芯科技

對(duì)于GC0643產(chǎn)品能成功落地的原因，張頂平表示，“我們并不是第一家嘗試將CMOS工藝應(yīng)用在PA上的公司，此前也曾有大廠曾經(jīng)做過(guò)這件事。但是當(dāng)時(shí)的那家企業(yè)沒(méi)有很好把握市場(chǎng)的需求并且對(duì)于產(chǎn)品要求較高，導(dǎo)致市場(chǎng)接受度較低。我們今天看到國(guó)內(nèi)有很多低速的互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景對(duì)速率的要求不高，同時(shí)又是4G網(wǎng)絡(luò)，差異化的創(chuàng)新一定要有合適的應(yīng)用場(chǎng)景去承載，這就是我們的產(chǎn)品能落地的原因。”

展望未來(lái)，張頂平說(shuō)道，“未來(lái)我們一定會(huì)繼續(xù)努力，繼續(xù)發(fā)揚(yáng)地芯科技腳踏實(shí)地、開(kāi)拓創(chuàng)‘芯’的精神，相信會(huì)帶來(lái)更多更精彩、更有差異化、更有新鮮感、更能創(chuàng)造價(jià)值的產(chǎn)品與大家見(jiàn)面。”

封面圖片來(lái)源：拍信網(wǎng)