据说，这种多波段多模4G线性CMOS PA需要3年的时间才能抛光

据说，这种多波段多模4G线性CMOS PA需要3年的时间才能抛光。

关注射频前端行业的读者应该清楚地看到，这个行业的内部角色是相当严肃的。在近日举行的“大芯云腾系列新品发布会”上，大芯科技副总裁张定平表示，行业竞争的激烈程度已经达到“从业者感觉不太好”的水平。这种“激烈”体现在行业内的“十多家企业”，同质化竞争十分严重。上游晶圆是一样的，产品架构设计是一样的，下游客户也是一样的。”

产品也具有“针对针”兼容性，“对客户来说，更换成本非常低”，因此即使在已经庞大的半导体行业，竞争力也相对少见。为了在这样的市场上推广RF前端PA等产品，需要差异化的创新，以追求生存空间和竞争优势。“有差异化的创新，需要一个适合落地的应用场景来承载创新。

这应该意味着发布基于CMOS工艺的CMOS，主要用于物联网。

PA—GC0643新的底座。根据Ground Core Technology的说法，这是世界上第一个基于CMOS工艺的4G线性CMOS。

我是PA。该产品是依托此次发布的地芯云腾技术平台上市的多模多频PA模块MMMB

帕姆。张定平表示，这一产品应用场景的“重中之重”是Cat.1物联网。它还可用于3G/4G手持设备，如入门级4G手机。

CMOS的成本优势

在最近的电子工程专辑中，我写了CMOS PA的历史和GC0643发布的背景。这两篇文章都解释了CMOS对PA意味着什么。

张先生在新闻发布会上表示，PA分为“线性PA和饱和PA”两种。这两种PA的应用场景不同，数据吞吐量要求不高的场景更适合饱和PA。4G和5G等技术对数据吞吐量要求较高，需要线性PA。对于前者，许多产品都是基于CMOS工艺。但是，特别是30以上的形式PA，仍然以（GaAs GaAs）为代表的III？V族进程是主流。

上图显示了基于核心技术给出的不同应用场景和不同功率PA的工艺分布。红框中定义的30—36dBm范围和对数据吞吐量有一定要求的场景，是RF前端行业的“必备之地”，因为市场机会和应用场景非常多。如前所述，该部分的线性PA大部分是以GaAs为代表的III—V族工艺，功率更高的还有LDMOS、GaN等。

这有一个特例，图中的绿点是基于CMOS工艺，但这是国外公司在这一领域的探索和尝试，在之前的文章中也提到了这段历史。然而，从那时起，CMOS就没有出现在这一部分市场上。在我们讨论GaAs和CMOS的优缺点之前，我们先来看看地核技术发布的CMOS。

MMMB PA—GC0643。这也有助于我们理解，核心技术在这个市场上花了三年时间才追求纯CMOS。

而不是像其他市场参与者那样直接做GaAs，而是PA路径。

左边的四张图显示了基于GaAs的经典PA架构及其演变。从第一个图中的七个模具—包括三个不同的过程：基于GaAs，CMOS，SOI，结合密封与SiP；在第二个图中，我们进行了带支持集成，将其减少到5个模具。第三张图表被缩减为三张，第四张图表被缩减为三张。

尺寸越来越小了。

“即使在同质化竞争激烈的市场，我们的同行也在努力创新，进行差异化竞争。我很期待看到它将如何发展，以及它的模具将有多小。“他说。

右图显示了地芯产品，纯CMOS。

爸爸，我会解决你所有的问题。“所有的模块、控制器、开关等都在模具中。“而且是倒装芯片的倒置，所以不会打线，”一致性好“；再加上低成本，这种模具解决方案与传统的基于GaAs的解决方案相比具有显著的成本优势。

事实上，CMOS的成本优势不仅仅在于芯片尺寸的缩小。

扩大规模和一体化；此外，作为半导体制造的主流工艺，它可以大大稀释制造设备等的资本支出成本。另外，GaAs本身只能做6英寸，而CMOS晶圆显然可以做得更大，这也是成本因素。

“在相同的CMOS工艺和GaAs工艺中，CMOS晶圆的成本仅为GaAs的1/4～1/5。“晶圆成本只是其中的一部分，但整体成本节约已经相当可观。这是差异化核心的一部分，它必须将GC0643定位为低速物联网和手持设备的股票市场竞争，并在GaAs已经占据的市场中寻求更大的竞争优势。另外值得一提的是，新产品与市场主流解决方案实现了针对针的兼容，“客户的转换过程会非常顺畅”。

这应该是像GC0643这样的产品迅速占领市场的机会的商业逻辑。CMOS工艺是它的核心。

CMOS工艺选择与CMOS PA技术平台构建

CMOS工艺的几个主要特点是集成方便、成本低、设计灵活等。电子学相册涵盖了大多数半导体制造工艺，包括制造工艺，基本上都是CMOS。然而，基于硅的先进工艺所追求的一套逻辑在某些应用中是有缺点的，例如在PA的情况下，低击穿电压以实现高功率。如果击穿电压非常低，则需要更多的CMOS管，从而影响线性度。

PA输入输出信号的线性差是一个古老的问题，CMOS在这方面有其固有的弱点。这也使得CMOS在高频高功率场景中的部署变得困难。再加上低电流密度，这是CMOS线性PA在这种情况下的致命缺陷。线性化难度高，线性度与可靠性之间的权衡，成为选择CMOS技术路线时面临的一大挑战（可靠性，管不能被破坏，但CMOS堆栈必须保持相应的线性度）

但这并不意味着CMOS没有机会。差异化创新需要正确的应用场景。张先生说：“我们看到了物联网的兴起。以前的NBIoT和现在的Cat.1对成本敏感，对费率要求不是很高。CMOS在这一领域仍有实验和创新的机会。”

基于上述CMOS优势，架构创新的空间非常大，可以“通过架构创新弥补器件自身的非线性”。“我们认为这是一个巨大的机会”，通过架构创新，可以“支持低线性功耗场景”。

地芯技术中所有PA产品都是基于CMOS的，面对上述挑战，地芯技术构建了CMOS。

PA技术平台——云腾核心。核心云腾应该是PA产品核心技术三年剑的核心成果。平台化之后，未来的产品可以以更快的速度迭代和创新。“该平台一直稳定到去年年底。张先生表示：“我们基于这个平台的产品将继续发展。”

上面的ppt说明了云腾芯的特点。如上所述，此次发布的新产品GC0643基于此平台。

综上所述，该平台和此次新产品的特点在于，与传统的GaAs工艺不同，它选择了CMOS方向。其次，从架构上突破CMOS工艺本身的挑战。第三，“设计创新”、“设计创新更多”，张鼎平表示，这些技术中很多也申请了专利。

4G CMOS PA的性能。

事实上，在会场上，Ground Core Technology仍在花大量时间研究这款新产品的性能数据。毕竟，为了解决线性PA中CMOS工艺的挑战，我们需要支持更真实的数据。特别是在成本较低的情况下，与GaAs相比，实际性能是如何工作的？在这方面，张先生提供了以下方面的数据：

第一个是FOM值，反映了线性和效率之间的权衡。“典型的27—28dBm应用程序使用CMOS。FOM接近70，与GaAs水平大致相同。“在高功率下的性能非常好。张定平表示，“因为这里比较的GaAs也是基于极端的成本要求，无法进一步优化。“这不是唯一的GaAs可以做到的。

此图显示了2.7GHz Pout的“形状”（响应无效或开始响应的值）和（Power Added）

效率的比较。从图中可以很容易地看出，在某些场景下，基于CMOS工艺的饱和功率性能非常好。即使在功率后期的CMOS比GaAs差，线性度也非常接近。50%PAE是非常有效的。

[第1008章]

此外，“在28dBm的线性功率下，ACPR可以达到—36dBc或更低。张定平说：“这个系统指标在30左右。在33时，我们有3—6分贝的余量。我们没有击中底线，所以我们的一致性很好。坦率地说，GaAs可以实现更大的余量，但如果没有一致性偏差，则有3—6dB的余量，对于物联网应用场景来说已经足够了。”

从可靠性的角度来看，我们已经提到了CMOS。

PA的线性化是困难的，在实现线性的同时，它确保PA不被破坏。根据地核技术的测试结果，在2.7GHz下，“在非常极端的条件下，输入（Pin）为6dBm，电源电压（Vbatt）为4.6V，VSWR为10：如果是1，考试就没问题了。在如此恶劣的条件下，GaAs是无法通过的。”

张先生说：“我很高兴看到这些数据。我们一直在担心的许多问题，现在每个问题都得到了解决。”

对于这款新产品，我们还在现场对地球核技术合作伙伴、物联网模块供应商Lilda进行了专访（点击此处观看采访视频）“地面核云腾GC0643量产着陆，CMOS证明

PA满足高性能要求和更多应用场景的潜力将打破GaAs产品在RF前端市场的主流地位。Lilda业务部总经理何佳表示：“我们可以期待更多基于CMOS工艺的RF前端产品与GaAs竞争。”

该公司还透露，Lilda已经对GC0643的应用板进行了两个月的测试。结果表明，GC0643在高波段中表现出优于同类GaAs的性能。

PA；PA；中频段和低频段的性能也超出了预期。”

未来的高性能尝试

事实上，地球核技术已经推出了许多量产CMOS。

PA产品包括饱和PA和线性PA。因此，虽然这款新品花了大约3年时间，但实际上，Priendian产品已经积累了一些经验，直到我们今天宣布的基于CMOS的多频段多模态线性PA。

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在不久的将来的产品规划中，我们还将看到FEM前端模块，其中包括饱和PA系列的更高集成度。此外，Ground Core Technology似乎已准备好进一步扩大其在消费市场的应用覆盖范围。但更值得一提的是，在发布会结束时，张定平表示，将有一个地核云腾技术平台和第一个纯线性多频段多模CMOS。

在PA之后，“我们想知道我们是否可以通过架构和设计创新继续挑战更高功率的场景。让他们看看。”

例如，在回答记者提问的阶段，张定平表示，“下一步可以尝试33—36dBm的范围”，“因为太难了，所以目前还不能保证”，但“想伸手够”。这是一些国际制造商无法克服的市场，但这次的新产品显然是一个良好的开端。

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从Ground Core Technology的产品布局图来看，该公司的产品实际上是围绕5G RF收发器展开的，而RFFE只是外围业务。“纯CMOS”

PA是我们技术平台的延伸和试验。仅在回答记者提问时，张定平就谈到了RFFE与对讲机集成的未来思路，但显然地面科技现有产品系列的进一步集成可能是方向。PA只是拼图的一部分。