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IBM開發(fā)出突破性超小型毫米波芯片陣列

2013-12-03
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IBM 在毫米波芯片(millimeter-wave IC)技術(shù)開發(fā)上達(dá)到新里程碑。IBM 的科學(xué)家表示,新技術(shù)可望突破移動通信的數(shù)據(jù)瓶頸,同時讓能雷達(dá)影像設(shè)備縮小到與筆記本電腦差不多的尺寸;該公司表示,毫米波帶寬能支持Gbps等級的無線通信,擴(kuò)展移動骨干網(wǎng)絡(luò)、小型蜂窩基礎(chǔ)建設(shè)以及數(shù)據(jù)中心覆蓋網(wǎng)絡(luò)布署商機(jī)。

據(jù)了解,IBM的科學(xué)家已經(jīng)開發(fā)了一種相控陣收發(fā)器(phased-array transceiver),內(nèi)含所有高數(shù)據(jù)率通信與高分辨率雷達(dá)影像必備的毫米波零組件;參與該研究項(xiàng)目的IBM研究員Alberto Valdes-Garcia表示,新芯片的關(guān)鍵進(jìn)展在于所有必要組件的高度整合,包括將發(fā)射器、接收器與所有天線都納入單一封裝中。

“我們的突破在于提高了此頻率的硅基解決方案整合程度。”Valdes-Garcia接受EETimes美國版編輯訪問時表示,大多數(shù)現(xiàn)有的毫米波組件都是采用三五族半導(dǎo)體材料,并非硅材料。

 

IBM開發(fā)的高整合度相控陣芯片,尺寸為6.7mm X 6.7mm,采用該公司的SiGe BiCMOS 制程技術(shù),內(nèi)含32個接收與16個傳送組件,擁有支持16支雙極化(dual polarized)天線的雙輸出(dual output)功能(來源:IBM)

IBM表示,該公司所提供的完整解決方案,包含天線、封裝與收發(fā)器芯片,能將信號在毫米波與基帶之間轉(zhuǎn)換,其整體尺寸比一個5分美元硬幣還小。

Valdes-Garcia 表示,新型芯片的頻率范圍非常適合高分辨率雷達(dá)影像應(yīng)用,因?yàn)槠洳ㄩL較短,具備相對較低的大氣衰減(atmospheric attenuation),以及滲透巖層(debris)的能力。IBM指出,該款I(lǐng)C能縮減雷達(dá)設(shè)備的尺寸,協(xié)助飛機(jī)駕駛員穿越云霧、塵?;蚴瞧渌璧K視力的物質(zhì);芯片以該公司的硅鍺制程生產(chǎn)。

IBM的封裝收發(fā)器運(yùn)作頻率為90~94GHz,將4顆相控陣IC與64支雙極化天線整合成單一磚式封裝(unit tile)中;通過將封裝組件一個接一個排列在電路板上,能制作出有大孔徑(aperture)的可擴(kuò)展式相控陣,同時維持天線單元間距的統(tǒng)一性。由數(shù)百個天線組件所帶來的波束(beamforming)功能,可支持距離長達(dá)數(shù)公里的通信與雷達(dá)影像應(yīng)用。

每個內(nèi)含4顆相控陣IC的磚式封裝組件,整合了32個接收與16個傳送單元,具備支持16支雙極化天線的雙輸出功能,并具備多操作模式,包括同步接收水平與垂直的極化。

IBM開發(fā)出突破性超小型毫米波芯片陣列
IBM開發(fā)的高整合度相控陣芯片封裝外觀,尺寸比一個5美分硬幣還小;封裝組件上的菱形物體就是天線,天線之間的間距是精確一致的,能與其他芯片結(jié)合成更大的陣列(來源:IBM)
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