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Technology Solution in Frequency, Timing and More

聯電(UMC)宣佈採用其0.13微米RF CMOS製程技術,製造出振盪頻率為192GHz的雙推式電壓控制振盪器。該公司表示,192GHz創下了目前矽晶片最高振盪頻率的紀錄。此晶片係由佛羅里達大學甘斯威爾分校電機電腦工程系所的矽微波積體電路與系統研究組所設計,該團隊亦曾於2005年6月設計,並由聯電製造105GHz電壓控制振盪器。

電壓控制振盪器被廣泛運用於幾乎所有的射頻與無線系統中。此類具有高頻率的振盪器,可使用於先進的遠端遙測與尖端影像應用,以實現偵測化學物質、穿透布料偵測、穿透霧氣與雲層顯像、以及偵測皮膚癌等應用。振盪器能夠在一般振盪頻率下產生訊號,並且可以擴展至兩倍、三倍、四倍頻率等等。

然而,在如此高頻率情況下產生的訊號,往往因太微弱而不具效用。至於雙推式電壓控制振盪器,由於其核心振盪頻率為輸出頻率的一半,除了有更高的元件增益、可變電容外,電容器的Q值也提高,而傳輸線損失則降低,如此便可產生更強的訊號。

此電壓控制振盪器的輸出功率為將近-20dBm,其載波偏移10MHz處的相位雜訊約為-100dBc/Hz,在供電電壓為1.5V的耗電為11mA。美國國防部高等研究計劃贊助了此晶片的研發,由Changhua Cao、Eunyoung Seok 與Kenneth O撰寫報告,並於2月16日出版的IEE Electronics Letters期刊發表。

「聯電經過驗證的RF CMOS技術現已用於驅動廣泛的先進無線應用產品,」聯電系統架構支援部總工程師林子聲表示,「佛羅里達大學這項最新的成果,展現了RF CMOS製程技術,對於效能要求極高的設計產品是十分適合的。我們十分高興與佛大共同實現了這項技術上的突破,並且期待將這些研究成果提供給主流射頻設計公司。」

「特別令人振奮的地方在於我們採用了0.13微米製程製造此電壓控制振盪器」佛羅里達大學Kenneth O教授表示,「在實驗室裡,我們也在測試以聯電90奈米邏輯製程製造的140GHz一般電壓控制振盪器。由此可以直接再發展到可產生大約280GHz訊號的雙推式電壓控制振盪器。此外,若採用65奈米製程,振盪頻率應該可以達到350-400GHz。採用CMOS技術以產生兆赫茲(THz)訊號將是指日可待之事。」

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