Hierzu gibt es Designmethoden, um dieses Problem zu minimieren: sorgfältige Raumaufteilung der Designblöcke, passende Auswahl des Substrates zur Störungsisolation und eine hohe Anzahl von Stromversorgungs-ESD-Domains. Zusätzlich zu den Integrationsvorteilen, die bei SiGe nicht vorhanden sind, bringt die Verwendung von 90-nm-CMOS für HF verglichen mit älteren, größeren CMOS-Technologien eine Reihe weiterer Vorteile mit sich. Die Möglichkeit, höhere Frequenzen (über 5 GHz) realisieren zu können, ist natürlich von zentraler Bedeutung. Denn dies führt zu höheren Taktfrequenzen und niedrigeren Leistungsanforderungen für LNAs, Vorverstärker- Mixer sowie VCO/Synthesizer und erlaubt es, PMOS für den HF-Anteil verwenden zu können.
Letzteres ist ein Resultat der Komponenten-Größenreduktion und damit der Signalwege, was wiederum bedeutet, dass die geringere Mobilität von PMOS kein Problem darstellt. Ein weiterer Vorteil ist das insgesamt kleinere Layout. Passive Komponenten können weitaus dichter platziert werden. Kondensatoren z.B. benötigen lediglich die halbe Baugröße gegenüber der 130-nm-Technologie.
Eine universelle Lösung gibt es nicht
Eine vollständige SoC-Integration ist ganz klar nicht in allen Umgebungen angebracht. Am Anfang einer Marktentwicklung wird der Transceiver ein Chipset bleiben. Allerdings wird sich die Notwendigkeit nach Integration mit zunehmender Marktreife erhöhen. Im SiGe/CMOS-Bereich gibt es zwei verschiedene Möglichkeiten: Eine ist, die duale SiGe/CMOS-Lösung mit einer relativ klaren Trennung einzusetzen und sowohl stromsparende SiGeund die kleinste, am stromsparendste CMOS-Technologie nebeneinander zu verwenden. Die andere Möglichkeit ist ein vollständig integrierter CMOS-Ansatz, der eine Single-Chip-Lösung ermöglicht, die entsprechend stromsparend ist und die Gesamtgerätekosten reduziert.
Als weltweit führender IP-Hersteller im Bereich Wireless und Wireline kann Wipro-NewLogic bei der Analyse von Industrietrends auf seine jahrelangen einschlägigen Design-Erfahrungen und ein einzigartiges CMOSHF- Know-how zurückgreifen – insbesondere, was die Stärken und Schwächen betrifft. Es ist wichtig, den gesamten Produkt-/Technologie-Lebenszyklus zu betrachten, bevor ein neues Projekt gestartet wird und eine HF Technologie dafür gewählt wird. Expertise in Software-Entwicklung von Gerätetreibern bis hin zur Anwendungsebene wie auch bei RTL, Signalverarbeitung und HF sind essentiell, um den passenden Integrationsgrad in einem sich stets entwickelnden Markt auswählen zu können. Es ist klar, dass CMOS nicht die universell einsetzbare Technologie ist. Dennoch: Je mehr die WLAN-Technologien ausreifen, desto mehr werden die kommerziellen Vorteile der Integration mit CMOS die technischen Vorteile gegenüber SiGe überwiegen.
Autor:
Mana Coste ist Marketing Director für Semiconductor IP bei Wipro-NewLogic, verantwortlich für das Wireline- und Wireless-Portfolio weltweit. Er verfügt über mehr als 15 Jahre internationale Branchenerfahrung und arbeitete bei Unternehmen wie LSI Logic, Infineon und Marvell, dabei unter anderem auch sieben Jahre in Silicon Valley.