Czym są technologie RF MEMS i RF SOI? Kto jest władcą przyszłej technologii radiowej?

Co to jest RF MEMS?

Tak zwany RF MEMS to produkt RF przetwarzany w technologii MEMS. Oczekuje się, że technologia RF-MEMS osiągnie wysoki stopień integracji z MMIC, umożliwiając stworzenie układu integracji systemu (SOC), który integruje pozyskiwanie, przetwarzanie, transmisję, przetwarzanie i wykonywanie informacji. Zgodnie z koncepcją technologii mikroelektronicznej, nie tylko można produkować na poziomie płytek i masową produkcję, ale także ma zalety niskiej ceny, małych rozmiarów, niewielkiej wagi i wysokiej niezawodności. Urządzenia RF MEMS można podzielić na dwie główne kategorie: jedna nazywa się pasywnymi MEMS, a jej konstrukcja nie zawiera ruchomych części; drugi nazywany jest aktywnym MEMS, który ma ruchomą strukturę. Pod wpływem naprężenia elektrycznego części ruchome ulegną deformacji lub przesunięciu. Jego kluczowe technologie przetwarzania są podzielone na cztery kategorie: technologia obróbki płaskiej, technologia korozji masowej krzemu, technologia spajania w fazie stałej i technologia LIGA.

Mikroelektromechaniczny system o częstotliwości radiowej (RF MEMS) jest jednym z ważnych obszarów zastosowań technologii MEMS, a od lat 1990-tych XX wieku stanowi również punkt zainteresowania badawczego w dziedzinie MEMS. RFMEMS jest używany do przetwarzania sygnałów w obwodach częstotliwości radiowej i mikrofalowej i jest technologią, która będzie miała znaczący wpływ na strukturę częstotliwości radiowej istniejących radarów i komunikacji. Wraz z nadejściem ery informacji w dziedzinie komunikacji bezprzewodowej, zwłaszcza w dziedzinie komunikacji mobilnej i satelitarnej, istnieje pilna potrzeba nowych urządzeń o niskim zużyciu energii, ultra-miniaturyzacji i płaskich strukturach, które można zintegrować z obwody przetwarzania sygnałów. Obejmuje szerokie pasma częstotliwości, w tym mikrofale, fale milimetrowe i fale submilimetrowe. Jednak nadal istnieje duża liczba nieodzownych elementów dyskretnych poza chipem w obecnych systemach komunikacyjnych, takich jak cewki indukcyjne, zmienne kondensatory, filtry, sprzęgacze, przesuwniki fazowe, tablice przełączników itp., Które stały się wąskim gardłem ograniczającym dalszą redukcję rozmiar systemu. Oczekuje się, że pojawienie się technologii RF MEMS rozwiąże ten problem. Urządzenia pasywne wyprodukowane przy użyciu technologii RF MEMS mogą być bezpośrednio zintegrowane z obwodami aktywnymi w tym samym chipie, aby osiągnąć wysoką integrację na chipie systemów częstotliwości radiowych, wyeliminować straty pasożytnicze spowodowane przez dyskretne komponenty i naprawdę osiągnąć wysoką spójność, a niskie sprzężenie może znacznie poprawić wydajność systemu.

Jakie są zalety RF SOI nad RF MEMS?
Po pierwsze, proces RF SOI może pracować przy bardzo wysokiej częstotliwości, Ft / Fmax spełnia wymagania od 3 do 5 razy większej niż częstotliwość pracy fali milimetrowej; RF SOI umożliwia łączenie urządzeń w stosy, poprawiając w ten sposób współczynnik mocy i efektywności energetycznej w tym samym czasie; po trzecie, RF SOI Podłoże użyte w procesie redukuje efekty pasożytnicze, dzięki czemu wyprodukowany chip RF ma wyższy współczynnik jakości, mniejsze straty i lepszy współczynnik szumów. Jednocześnie podłoże to poprawia również poziom izolacji i liniowość produktu; po czwarte, RF SOI może integrować funkcje logiczne i sterujące, czego nie można osiągnąć za pomocą technologii GaAs. Dlatego urządzenia GaAs muszą być wyposażone w układ sterujący w aplikacji. Dzięki technologii RF SOI, funkcje PA i sterowania mogą być zintegrowane w chipie. Zmniejszając koszty, oszczędza również cenny obszar PCB. Wreszcie, RF-SOI ma funkcję odchylenia bramki zwrotnej, która może być wykorzystana do dostrojenia obwodu częstotliwości radiowej fal milimetrowych w celu spełnienia potrzeb użytkowania.

Po przeanalizowaniu historii rozwoju chińskiej branży smartfonów, Wang Qingyu, dyrektor generalny Simao Technology, zwrócił uwagę, że wraz ze wzrostem liczby smartfonów gwałtownie wzrósł również popyt na RF-SOI, co przyniosło Chinom rzadką okazję. rozwijać RF-SOI. Szanse, ale jest też wiele wyzwań.

Która z tych dwóch technologii jest bardziej odpowiednia na przyszłość?
　　 Rynek urządzeń radiowych i proces produkcyjny się nagrzewają, a trend ten jest szczególnie widoczny w przypadku dwóch kluczowych komponentów stosowanych w smartfonach - urządzeń przełączających RF i tunerów antenowych. Producenci urządzeń RF i ich partnerzy odlewni kontynuują wprowadzanie tradycyjnych chipów i tunerów przełączników RF opartych na technologii przetwarzania RF SOI do dzisiejszych sieci bezprzewodowych 4G. Niedawno firma GlobalFoundries wprowadziła 45 nm proces RF SOI dla przyszłych sieci 5G. RF SOI to wersja RF technologii silicon-on-insulator (SOI), która wykorzystuje wysoką charakterystykę rezystywności wbudowanego podłoża izolacyjnego.

W celu zmiany struktury rynku, Cavendish KineTIcs, firma projektująca układy scalone bez fabless, wprowadza nową generację produktów RF i tunerów antenowych w oparciu o alternatywny proces RF MEMS.

Przełącznik i tuner RF to dwa kluczowe elementy modułu RF front-end telefonu komórkowego. Interfejs RF integruje funkcję wysyłania / odbierania systemu. Wśród nich przełącznik RF kieruje sygnał bezprzewodowy, a tuner pomaga dostosować antenę do dowolnego pasma częstotliwości.

Nawet bez uwzględnienia zmian w sprzęcie RF i typach procesów, wyzwania dzisiejszego rynku RF są wystarczająco zniechęcające. Paul Dal Santo, prezes i dyrektor generalny Cavendish KineTIcs, powiedział: „Kilka lat temu projekt RF był dość prosty, ale teraz sytuacja drastycznie się zmieniła. Po pierwsze, front-end RF musi obsługiwać bardzo szeroki zakres Pasmo częstotliwości rozciąga się od 600 MHz do 3GHz. Wraz z pojawieniem się bardziej zaawansowanej technologii 5G, pasmo częstotliwości zostanie jeszcze bardziej rozszerzone do 5 GHz do 60 GHz. To stwarza niesamowite wyzwania dla projektantów front-end RF ”.

Producenci OEM telefonów komórkowych muszą stawić czoła temu wyzwaniu, dokonać kompromisów i rozważyć wybór nowych komponentów. W szczególności w przypadku przełączników RF i tunerów antenowych można to przypisać dwóm technologiom - urządzeniom opartym na procesie RF SOI i procesie RF MEMS.

RF SOI jest obecnie wykorzystywanym procesem produkcyjnym. Urządzenia oparte na technologii RF SOI mogą sprostać obecnym wymaganiom, ale zaczynają napotykać pewne problemy techniczne. Ponadto na rynku nadal występuje presja cenowa. Ponieważ urządzenia migrują z płytek 200 mm do 300 mm, spowoduje to również pewne problemy.

Z drugiej strony RF MEMS ma kilka interesujących cech i poczynił postęp w niektórych obszarach. W rzeczywistości Cavendish KineTIcs powiedział, że jego tuner antenowy MEMS oparty na procesie RF MEMS jest używany przez Samsunga i innych producentów OEM.

Chris Taylor, analityk w Strategy AnalyTIcs, powiedział: „RF MEMS może zapewnić bardzo niski opór, zmniejszając w ten sposób straty wtrąceniowe. Jednak RF MEMS nie ma doświadczenia w produkcji, a producenci OEM systemów bezprzewodowych o dużym wolumenie nie będą ślepo skupiać się na nowych technologie i mali dostawcy płacą. Oczywiście, w porównaniu z urządzeniami RF SOI, cena RF MEMS musi być wystarczająco konkurencyjna, ale istnieje jeszcze jedna poważna przeszkoda, którą producenci OEM muszą zweryfikować niezawodność produktu i potrzebują niezawodnych źródeł dostaw ”.

Przedni koniec RF
Smartfony to duży rynek, który łączy w sobie przełączniki RF, tunery antenowe i inne komponenty w środowisku biznesowym. Warto przyjrzeć się jego danym. Według danych Pacific Crest Securities, w 2017 r. Globalne dostawy smartfonów mają wzrosnąć o 1%. W 2016 roku roczne tempo wzrostu smartfonów wyniosło zaledwie 1.3%.

Z drugiej strony, według danych Yole Développement, wielkość rynku modułów / komponentów RF front-end do smartfonów ma wzrosnąć z 10.1 mld USD w 2016 r. Do 22.7 mld USD w 2022 r. Według Strategy Analytics w 2016 r. Wartość rynku aparatury rozdzielczej RF wyniosła 1.7 mld USD.

Ponieważ producenci OEM wciąż dodają więcej komponentów RF do smartfonów, rynek RF rośnie. „Wielozakresowe LTE staje się również popularne w urządzeniach z niższej półki” - powiedział Taylor z firmy Strategy Analytics. „Rynek komponentów przełączników RF rośnie”.

W trakcie przechodzenia sieci telefonii komórkowej na 4G lub Long Term Evolution (LTE) wzrosła liczba urządzeń przełączających RF dla każdego telefonu komórkowego. „Jednostka transportowa, o której mówimy, jest bardzo duża” - powiedział Taylor. „Obecnie większość przełączników RF (nie wszystkie) jest wykorzystywanych w telefonach komórkowych, a większość z nich wykorzystuje procesy produkcyjne RF SOI. RF MEMS to wciąż nowa rzecz i jest nieistotna w porównaniu z przełącznikami RF SOI”.

Pomimo ogromnych dostaw przełączników RF, konkurencja na rynku jest silna, a presja cenowa jest większa. Taylor powiedział, że średnia cena sprzedaży (ASP) tych urządzeń wynosi od 10 do 20 centów.

W tym samym czasie, w prostym systemie, front RF składa się z wielu elementów - wzmacniacza mocy, wzmacniacza niskoszumowego (LNA), filtra i przełącznika RF.

Randy Wolf, technik w GlobalFoundries, powiedział w niedawnym przemówieniu: „Głównym celem wzmacniacza mocy jest zapewnienie wystarczającej ilości energii, aby dostarczyć sygnał lub informacje do miejsca przeznaczenia.

LNA wzmacnia mały sygnał z anteny. Przełącznik RF kieruje sygnał z jednego elementu do drugiego. „Filtr zapobiega przedostawaniu się niepożądanych sygnałów do zaplecza” - powiedział Wolf.

W telefonach komórkowych funkcje częstotliwości radiowych sieci bezprzewodowych 2G i 3G są bardzo proste. 2G ma tylko cztery pasma częstotliwości, a 3G ma pięć pasm częstotliwości. Ale 4G ma ponad 40 pasm częstotliwości. 4G nie tylko łączy pasma częstotliwości 2G i 3G, ale także przenosi szereg pasm częstotliwości 4G.

Ponadto operatorzy telefonii komórkowej wdrożyli technologię zwaną agregacją operatorów. Agregacja nośnych łączy wiele kanałów lub składowych nośnych w potok danych big data w celu uzyskania większej przepustowości i szybszych szybkości transmisji danych w sieciach bezprzewodowych.

Aby poradzić sobie z wieloma pasmami częstotliwości i agregacją nośnych, producenci OEM potrzebują złożonych modułów RF front-end. Dzisiejsze moduły RF typu front-end integrują dwa lub więcej wielomodowych i wielopasmowych wzmacniaczy mocy, a także wiele przełączników i filtrów. „To zależy od zastosowanej architektury RF. Liczba wzmacniaczy mocy jest określona przez adresowalne regionalne pasma częstotliwości telefonu komórkowego”. Menedżer ds. Marketingu strategicznego Qorvo Mobile, Abhiroop Dutta, powiedział: „Korzystanie z jednego SKU do obsługi multiregionalnego / globalnego rynku telefonii komórkowej. Typowy telefon komórkowy„ w pełni Netcom ”ma bardzo szerokie pasmo częstotliwości. moduł końcowy tego telefonu komórkowego, inżynieryjnym wyborem jest użycie front-endu RF z modułem sub-pasmowym, aby spełnić różne wymagania pasm wysokich, średnich i niskich częstotliwości ”.

Z kolei istnieje inna sytuacja, w której producenci OEM smartfonów mogą projektować telefony dedykowane dla określonych rynków. „Przykładem jest telefon komórkowy przeznaczony na rynek chiński kontynentalny. W tym przypadku front-end RF musi obsługiwać pasmo częstotliwości unikalne dla tego regionu” - powiedział Dutta.

Według Cavendish Kinetics w telefonach komórkowych LTE są dwie anteny, główna antena i antena zbiorcza. Zasadniczo antena główna jest używana do funkcji nadawczo-odbiorczych, a antena zbiorcza służy do zwiększania szybkości transmisji danych telefonu komórkowego.

W rzeczywistości sygnał najpierw dociera do anteny głównej, a następnie przechodzi do tunera antenowego, co umożliwia systemowi dostosowanie się do dowolnego pasma częstotliwości. Następnie sygnał wchodzi do szeregu przełączników RF. „Konwertuje do odpowiedniego pasma częstotliwości, którego chcesz używać, takiego jak GSM, 3G lub 4G” - powiedział Wolf z GlobalFoundries. „Stamtąd sygnał trafia do filtra, potem do końcówki mocy i na końcu do odbiornika”.

Biorąc pod uwagę tę złożoność, producenci OEM telefonów komórkowych stoją przed pewnymi wyzwaniami, a zużycie energii i rozmiar są krytyczne. „Z powodu tej złożoności sygnał będzie tracił więcej na przednim końcu, co będzie miało negatywny wpływ na ogólny współczynnik szumów twojego odbiornika” - powiedział Wolf.

Oczywiście przełącznik RF odgrywa kluczową rolę w rozwiązaniu tego problemu. Ogólnie rzecz biorąc, smartfon może zawierać więcej niż 10 przełączników RF. Podstawowy przełącznik RF wykorzystuje konfigurację jednobiegunową jednobiegunową (SPST). To jest prosty włącznik-wyłącznik.

Obecnie producenci OEM używają bardziej złożonych typów przełączników. Ron * Coff jest kluczowym wskaźnikiem przełączników RF. Według firmy Peregrine Semiconductor „Ron * Coff odzwierciedla, ile strat (Ron lub rezystancja włączenia) występuje w sygnale RF, gdy przełącznik jest w stanie„ on ”, oraz ile energii sygnał RF przepływa przez kondensator, gdy przełącznik jest w stanie „wyłączonym” (Coff lub wyłącz pojemność) stosunek. "

Podsumowując, producenci OEM potrzebują przełącznika RF bez strat wtrąceniowych i dobrej izolacji. Tłumienność odnosi się do utraty mocy sygnału. Jeśli przełącznik RF nie zapewnia dobrej izolacji, system może napotkać zakłócenia. „Ogólnie rzecz biorąc, wyzwaniem dla front-endów RF jest sprostanie stale rosnącym wymaganiom dotyczącym wydajności oraz nadążanie za zmieniającymi się standardami i zwiększającym się pokryciem pasma częstotliwości. Mało tego, ponieważ telefony komórkowe stają się cieńsze, zmniejsza się również rozmiar opakowań rozwiązań RF. Dutta z Qorvo powiedział, że kluczowe wskaźniki, takie jak tłumienność wtrąceniowa, moc anteny i izolacja, wciąż są siłami napędowymi dla ciągłego rozwoju portfolio rozwiązań RF.

rozwiązanie
Obecnie wzmacniacz mocy telefonów komórkowych wykorzystuje głównie technologię arsenku galu (GaAs). Kilka lat temu producenci OEM przenieśli procesy produkcyjne, takie jak przełączniki częstotliwości radiowych, z GaAs i szafiru (SoS) na RF SOI. GaAs i SoS to warianty SOI, a ponieważ przełączniki RF stają się coraz bardziej złożone, te dwa procesy stają się zbyt kosztowne.

RF SOI różni się od całkowicie wyczerpanego SOI (FD-SOI) i nadaje się do zastosowań cyfrowych. Podobnie jak FD-SOI, RF SOI ma bardzo cienką warstwę izolacyjną w podłożu, która może osiągnąć wysokie napięcie przebicia i niski prąd upływu.

Peter Rabbeni, szef jednostki biznesowej GlobalFoundries RF, powiedział: „Rynek telefonii komórkowej nadal optymistycznie odnosi się do RF SOI, ponieważ zapewnia on niskie straty wtrąceniowe, niskie harmoniczne i wysoką liniowość w szerokim zakresie częstotliwości, osiągając dobrą wydajność i opłacalność. "

Obecnie firmy takie jak Qorvo, Peregrine i Skyworks oferują przełączniki RF oparte na RF SOI. Zwykle producenci przełączników RF używają odlewni do produkcji tych produktów. GlobalFoundries, STMicroelectronics, TowerJazz i UMC są liderami w branży odlewniczej RF SOI.

Dlatego producenci OEM mają wiele możliwości wyboru dostawców komponentów i produktów odlewniczych. Zwykle odlewnie zapewniają procesy RF SOI, obejmujące węzły od 180 nm do 45 nm i różne rozmiary płytek.

Decyzja o używaniu węzła zależy od konkretnej aplikacji. Wu Kun, wiceprezes ds. Zarządzania biznesowego w UMC, powiedział: „Jeśli chodzi o specyfikację technologii RF SOI, wszystko zależy od rozważenia rozwiązań technicznych odpowiednich do zastosowań terminalowych z punktu widzenia wydajności technicznej, kosztów i zużycia energii”.

Nawet mając wiele opcji, producenci przełączników RF stoją przed pewnymi wyzwaniami. Sam przełącznik RF zawiera tranzystor polowy (FET). Podobnie jak większość urządzeń, na tranzystory FET wpływa niepożądana rezystancja kanału i pojemność.

W przełącznikach RF tranzystory FET są używane w stosach. Ogólnie rzecz biorąc, w dzisiejszych przełącznikach RF ułożonych jest 10 do 14 tranzystorów FET. Zdaniem ekspertów, wraz ze wzrostem liczby tranzystorów FET, urządzenia mogą napotkać problemy związane z tłumieniem wtrąceniowym i opornością.

Kolejnym problemem jest pojemność. Skyworks opublikował w 2014 roku artykuł zatytułowany „Najnowsze osiągnięcia i przyszłe trendy technologii SOI w zastosowaniach RF”, mówi: „W przełącznikach RF 30% lub więcej niepożądanej pojemności pochodzi z połączeń wzajemnych w urządzeniu. schemat warstwy lub mikro-okablowania, w tym przełączniki RF SOI.

Ogólnie rzecz biorąc, w telefonach komórkowych 4G główny proces produkcji przełączników RF obejmuje 180 nm i 130 nm węzłów na płytkach 200 mm. Wiele (ale nie wszystkie) warstw łączących jest opartych na aluminium. Interkonekty aluminiowe są używane w branży układów scalonych od wielu lat i są niedrogie, ale mają też większą pojemność.

Dlatego w wybranych warstwach urządzeń RF stosowana jest miedź. Miedź jest lepszym przewodnikiem i ma mniejszą rezystancję niż aluminium. Ng powiedział: „Tradycyjny stos metalowy używany w produktach procesowych 130 nm RF CMOS obejmuje opłacalne aluminiowe warstwy połączeniowe i miedziane warstwy połączeniowe o korzystnej wydajności”. To najlepsze rozwiązanie zapewniające równowagę między kosztami a wydajnością. Rozwiązania RF SOI zwykle zawierają pewną liczbę warstw aluminiowo-metalowych i jedną lub więcej warstw miedzi.

Zwykle miedź jest używana jako bardzo gruba warstwa metalu na górnej warstwie, aby poprawić działanie pasywnego urządzenia. Powiedział: „Najlepiej jest stosować gruby blat, taki jak miedź, który może zminimalizować straty omowe i poprawić wydajność”.

Ostatnio producenci sprzętu RF dokonali migracji z płytek 200 mm do płytek 300 mm, a ich węzły procesowe również migrowały ze 130 nm do 45 nm. Generalnie w fabrykach 300 mm używane są tylko miedziane interkonekty.

Używając tylko miedzianych interkonektów, producenci przełączników RF mogą zmniejszyć pojemność. Jednak płytki 300 mm podniosły koszty produkcji, powodując pewne sprzeczności na rynku. Z jednej strony wrażliwi na koszty producenci OEM telefonów komórkowych wymagają przełączników RF, aby utrzymywać niskie ceny. Z drugiej strony producenci rozdzielnic RF i odlewnie mają nadzieję na utrzymanie zysków.

„Obecnie bardzo niewiele urządzeń RF SOI jest produkowanych na płytkach 300 mm” - powiedział Ng. „Istnieje wiele przyczyn takiej sytuacji, w tym koszt / dostępność 300-milimetrowego podłoża RF SOI oraz infrastruktura wspierająca przetwarzanie post-krzemowe. Spodziewamy się jednak, że wyzwania te będą znaczące w ciągu najbliższych kilku lat. rozwiązane, a następnie większość aplikacji RF SOI o dużym natężeniu będzie migrować do płytek 300 mm ”.

Wcześniej branża może napotkać problem podaży i popytu na poziomie 300 mm. „Wierzymy, że zanim nastąpi migracja większej produkcji do płytek 300 mm, rynek zawsze będzie musiał stawić czoła wyzwaniu, jakim jest niedobór podaży. Szybkość uruchamiania zdolności produkcyjnych i wielkość popytu będzie odzwierciedlona w sprzeczności między podażą a popytem”. Powiedział.

Dzisiejszy proces RF SOI jest odpowiedni dla telefonów komórkowych 4G. Firma GlobalFoundries ma nadzieję wyróżnić się w konkurencji 5G i niedawno uruchomiła proces 45 nm RF SOI dla aplikacji 5G. W procesie tym wykorzystuje się podłoże SOI wzbogacone studniami o wysokiej odporności.
5G to ulepszenie sieci 4G. Dzisiejsze pasmo częstotliwości sieci LTE wynosi od 700 MHz do 3.5 GHz. Natomiast 5G nie tylko będzie współistnieć z LTE, ale będzie też działać w paśmie milimetrowym od 30 GHz do 300 GHz. 5G zwiększy szybkość transmisji danych do ponad 10 Gb / s, czyli 100 razy szybciej niż LTE. Jednak wdrożenie 5G na dużą skalę jest oczekiwane w 2020 roku i później.

W każdym razie 5G potrzebuje nowego komponentu. „(45nm RF SOI) koncentruje się głównie na przednim końcu fali milimetrowej 5G. Integruje PA, LNA, przełącznik i przesuwnik fazowy, aby stworzyć zintegrowany formator wiązki sterowany falami milimetrowymi dla systemów 5G”. powiedział Rabbeni z GlobalFoundries.

Istnieją inne rozwiązania dla 5G, a RF MEMS jest jednym z nich. Ponadto TowerJazz i Uniwersytet Kalifornijski w San Diego niedawno zademonstrowały chipset z fazowaną macierzą 12 Gb / s 5G. Chipset wykorzystuje technologię SiGe BiCMOS firmy TowerJazz.

Który proces wygra? Tylko czas pokaże nam odpowiedź. „Nie jest jasne, czy RF MEMS ma przewagę w aplikacjach 5G” - powiedział Taylor ze Strategy Analytics.

Co to jest RF MEMS?
Przełączniki RF oparte na RF SOI będą nadal dominować, ale nowa technologia RF MEMS może również mieć pewną przestrzeń życiową. „Z biegiem czasu SOI poczyniło niesamowity postęp. Opór spadł, a liniowość stała się lepsza”. powiedział Dal Santo z Cavendish Kinetics. „Ale istota przełącznika SOI polega na tym, że tranzystor jest włączany lub wyłączany. Kiedy jest włączony, wydajność nie jest zbyt dobra, a gdy jest wyłączony, nie jest zbyt dobra.

Od wielu lat technologia RF MEMS stale się rozwija. Obecnie Cavendish, Menlo Micro i WiSpry (AAC Technologies) opracowują RF MEMS dla aplikacji mobilnych.

RF MEMS różni się od MEMS opartych na czujnikach, takich jak żyroskopy i akcelerometry. Czujnik MEMS przetwarza energię mechaniczną na sygnały elektryczne. Natomiast RF MEMS przewodzi tylko transmisję sygnału.

Początkowo firmy takie jak Cavendish zastosowały technologię RF MEMS na rynku tunerów antenowych, wykorzystując RF SOI i inne procesy.

„Jeśli antena jest zamocowana na stałe, nie możemy zmusić jej do obsługi różnych potrzebnych pasm częstotliwości. Dlatego antena musi zostać wyregulowana” - powiedział Dal Santo. "Teraz główną metodą jest przełączanie, albo przełączanie między różnymi stałymi kondensatorami, albo przełączanie między różnymi stałymi cewkami. Problem polega na tym, że antena jest urządzeniem o wysokiej Q. Należy uważać, w przeciwnym razie spowoduje to utratę wydajność promieniowania ”.

W przeciwieństwie do tego tuner Cavendisha ma 32 różne zakresy pojemności. „Są w pełni programowalne i charakteryzują się bardzo dobrą wydajnością przy wysokich wartościach Q. Zatem utrata wydajności promieniowania jest bardzo niska. Możesz ich użyć do dostosowania anteny do zakresu częstotliwości, który chcesz obsługiwać”. Powiedział.

Patrząc w przyszłość, Cavendish planuje zastosować urządzenia RF SOI w większej dziedzinie przełączników RF. Powiedział: „Jeśli zastąpisz RF SOI prawdziwym przełącznikiem, jest to przełącznik MEMS, a tłumienie odbiornika lub nadajnika zostanie zmniejszone”. Powiedział.

Czy jednak urządzenia RF MEMS zastąpią urządzenia RF SOI? W tej kwestii TowerJazz może dostarczyć pewnych spostrzeżeń. TowerJazz dostarcza tradycyjną technologię RF SOI, a także jest dostawcą odlewni urządzeń RF MEMS firmy Cavendish.

„RF MEMS i RF SOI mogą się nieznacznie nakładać w konkurowaniu o te same aplikacje. Ogólnie rzecz biorąc, są one komplementarne. RF MEMS jest używany w najbardziej wymagających zastosowaniach, a RF SOI jest używany w pozostałych zastosowaniach” - powiedział TowerJazz Marco Racanelli , starszy wiceprezes i dyrektor generalny jednostki biznesowej RF / High Performance Analog.
„Technologia RF SOI będzie nadal ewoluować i nadal jest dostępna w zastosowaniach przełączania RF i na niektórych rynkach wzmacniaczy o niskim poziomie szumów” - powiedział Racanelli. „Jednak w niektórych specjalnych zastosowaniach alternatywne technologie, takie jak SiGe dla wzmacniaczy o niskim poziomie szumów i MEMS dla przełączników, mogą zapewnić lepszą liniowość lub mniejsze straty. Krótko mówiąc, RF SOI będzie nadal rozwijającym się rynkiem. Usługi, inne technologie również będą się rozwijać. . ”
RF MEMS zajął miejsce na rynku tunerów antenowych i pozostaje do zweryfikowania, czy może rozszerzyć swoje anteny na branżę przełączników RF. „W przyszłości, w porównaniu z wbudowanym RF SOI, RF MEMS może pomóc w zwiększeniu szybkości transmisji danych w telefonach komórkowych poprzez zapewnienie bardziej liniowych i mniej stratnych przełączników”. Powiedział. „W RF MEMS metalowe płytki mogą być bezpośrednio stykane w stanie„ włączonym ”, aby utworzyć metalowe, niskostratne, liniowe połączenie. Wyższa liniowość umożliwia stosowanie większej liczby pasm częstotliwości i bardziej złożonych schematów modulacji, zwiększając w ten sposób szybkość transmisji danych telefonu.