IBM开发出突破性超小型毫米波芯片阵列

IBM 在毫米波芯片(millimeter-wave IC)技术开发上达到新里程碑。IBM 的科学家表示，新技术可望突破移动通信的数据瓶颈，同时让能雷达影像设备缩小到与笔记本电脑差不多的尺寸；该公司表示，毫米波带宽能支持Gbps等级的无线通信，扩展移动骨干网络、小型蜂窝基础建设以及数据中心覆盖网络布署商机。

据了解，IBM的科学家已经开发了一种相控阵收发器(phased-array transceiver)，内含所有高数据率通信与高分辨率雷达影像必备的毫米波零组件；参与该研究项目的IBM研究员Alberto Valdes-Garcia表示，新芯片的关键进展在于所有必要组件的高度整合，包括将发射器、接收器与所有天线都纳入单一封装中。

“我们的突破在于提高了此频率的硅基解决方案整合程度。”Valdes-Garcia接受EETimes美国版编辑访问时表示，大多数现有的毫米波组件都是采用三五族半导体材料，并非硅材料。
 

IBM开发的高整合度相控阵芯片，尺寸为6.7mm X 6.7mm，采用该公司的SiGe BiCMOS 制程技术，内含32个接收与16个传送组件，拥有支持16支双极化(dual polarized)天线的双输出(dual output)功能

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IBM表示，该公司所提供的完整解决方案，包含天线、封装与收发器芯片，能将信号在毫米波与基带之间转换，其整体尺寸比一个5分美元硬币还小。

Valdes-Garcia 表示，新型芯片的频率范围非常适合高分辨率雷达影像应用，因为其波长较短，具备相对较低的大气衰减(atmospheric attenuation)，以及渗透岩层(debris)的能力。IBM指出，该款IC能缩减雷达设备的尺寸，协助飞机驾驶员穿越云雾、尘埃或是其他阻碍视力的物质；芯片以该公司的硅锗制程生产。

IBM的封装收发器运作频率为90~94GHz，将4颗相控阵IC与64支双极化天线整合成单一砖式封装(unit tile)中；通过将封装组件一个接一个排列在电路板上，能制作出有大孔径(aperture)的可扩展式相控阵，同时维持天线单元间距的统一性。由数百个天线组件所带来的波束(beamforming)功能，可支持距离长达数公里的通信与雷达影像应用。

每个内含4颗相控阵IC的砖式封装组件，整合了32个接收与16个传送单元，具备支持16支双极化天线的双输出功能，并具备多操作模式，包括同步接收水平与垂直的极化。

IBM开发的高整合度相控阵芯片封装外观，尺寸比一个5美分硬币还小；封装组件上的菱形物体就是天线，天线之间的间距是精确一致的，能与其他芯片结合成更大的阵列。