SiGe BiCMOS技術(shù)的微波和太赫茲應(yīng)用

emeidaxia

一、概述

在過(guò)去的十幾年里， 針對(duì)不同應(yīng)用的THz間隙內(nèi)的頻譜（30GHz到30 THz），比如在毫米和亞毫米波范圍內(nèi)的工業(yè)傳感器和圖像應(yīng)用，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線通信，極寬帶ADCs，400Gb/s光（主鏈）傳輸、高分辨率的150 GHz汽車?yán)走_(dá)，以及移動(dòng)通信高線性放大器等的應(yīng)用興趣有所增加。此外，這個(gè)頻段在電路和系統(tǒng)級(jí)上也有很多應(yīng)用領(lǐng)域，如健康（醫(yī)療設(shè)備，皮膚和遺傳篩選），材料科學(xué)（安全檢查和研究），大規(guī)模運(yùn)輸（安檢，在座位通訊），工業(yè)自動(dòng)化（傳感器），通信（地面，衛(wèi)星），以及空間探索等。然而，在商業(yè)市場(chǎng)的這些高性能的電路和系統(tǒng)主要是由成本，構(gòu)成因素和能效來(lái)驅(qū)動(dòng)。有些在毫米和亞毫米波范圍的應(yīng)用不能由數(shù)字CMOS處理技術(shù)完成，這是由于寄生效應(yīng)對(duì)高頻（HF）的影響，以及CMOS截止頻率的局限性。并且，由于商業(yè)應(yīng)用的多樣性，這個(gè)體量不足以去用先進(jìn)的數(shù)字CMOS工藝和一些被動(dòng)器件。一個(gè)更具成本效益的解決方案是高性能的鍺硅（SiGe）模塊化集成異質(zhì)結(jié)雙極晶體管（HBT）和高頻應(yīng)用的專用無(wú)源器件嵌入不是非常高端的CMOS工藝。由此產(chǎn)生的BiCMOS技術(shù)已經(jīng)成為一個(gè)主流的制造平臺(tái)。平臺(tái)內(nèi)種類繁多的現(xiàn)有高頻產(chǎn)品是由像IBM/GlobalFoundrie這樣的半導(dǎo)體廠和研究機(jī)構(gòu)， ST微電子55納米的SiGeC BiCMOS工藝，以及IHP的全球最快的超過(guò)0.5太赫茲（THz）的截止頻率SiGe BiCMOS工藝（130nm）所提供。

課程1將提供一個(gè)在SiGe HBT物理原理和現(xiàn)有CMOS平臺(tái)的工藝集成方案上的詳細(xì)介紹，同時(shí)會(huì)展開(kāi)RF-CMOS, 鍺硅BiCMOS及三五族(III/V)技術(shù)的流程對(duì)比。

對(duì)于電路設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，一個(gè)良好的設(shè)計(jì)環(huán)境，和最先進(jìn)的CAD工具是很重要的。課程2中展示基于SiGe HBT建模和可靠性方面的細(xì)節(jié)， 以及支持RF設(shè)計(jì)的工藝設(shè)計(jì)包中的特殊射頻組件。

課程3將側(cè)重于RF應(yīng)用的SiGe BiCMOS技術(shù)的先進(jìn)技術(shù)模塊，接下來(lái)的課程4將會(huì)涉及到從10GHz到500GHz的設(shè)計(jì)實(shí)例，有競(jìng)爭(zhēng)力的RF-CMOS，SiGe設(shè)計(jì)特性和三五族技術(shù)也會(huì)在課程4中做相關(guān)的比對(duì)。

在課程5中， 三個(gè)最新的與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用相關(guān)的設(shè)計(jì)實(shí)例將會(huì)更詳細(xì)地介紹在SiGe BiCMOS工藝線上產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。

在課程6中，一家德國(guó)設(shè)計(jì)公司Silicon Radar（從IHP分離）將向我們展示基于SiGe BiCMOS技術(shù)在24 GHz和120 GHz的雷達(dá)產(chǎn)品。 關(guān)于120GHZ的雷達(dá)芯片組，也將在現(xiàn)場(chǎng)演示。在演示中，我門將會(huì)側(cè)重于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中射頻封裝概念和射頻測(cè)試問(wèn)題。

除了在微波應(yīng)用上的重要性，SiGe技術(shù)為在不久的將來(lái)開(kāi)發(fā)太赫茲產(chǎn)品打開(kāi)了一扇成功之門。不僅僅是在微波應(yīng)用方面，這個(gè)最新的世界性研究課題也將在我們的課程中提到。特別是在課程7，我們將展示中國(guó)研究院采用IHP的SiGe技術(shù)很多年下來(lái)的研究課題進(jìn)展。

最后在課程8將介紹IHP的MPW代工服務(wù)，它向未來(lái)設(shè)計(jì)公司通向SiGe BiCMOS工藝展示了一個(gè)非常便捷的途徑。

二、誰(shuí)應(yīng)該參加

這次會(huì)議適合代工廠工藝工程師，經(jīng)理以及專注于高頻應(yīng)用（高速傳輸， 雷達(dá)應(yīng)用，毫米波成像和探測(cè)）的設(shè)計(jì)人員參加。另外， 從SIGE BICMOS 工藝上的不同產(chǎn)品的展示，對(duì)想擁有類似產(chǎn)品的設(shè)計(jì)人員和客戶來(lái)說(shuō)是非常有吸引力的。 當(dāng)然，這個(gè)會(huì)議也歡迎國(guó)內(nèi)代工企業(yè)的高層管理人員一起來(lái)參與討論IHP和本土擁有BICMOS 工藝的晶圓代工廠之間可能的合作。

三、會(huì)議安排

會(huì)議時(shí)間：2016年03月17—18日（2天）

報(bào)到注冊(cè)時(shí)間：2016年3月17號(hào)，上午9:00-9:30

會(huì)議地點(diǎn)：上海集成電路技術(shù)與產(chǎn)業(yè)促進(jìn)中心（1樓報(bào)告廳）

上海市浦東新區(qū)張江高科技園區(qū)張東路1388號(hào)21幢

四、研討會(huì)具體安排

第一天：2016年03月17日（星期四）
課程 1: 時(shí)間：09:30am-11:15am
主題： SiGe HBTs integrated in a CMOS platform - By Dr. A. Mai
    集成在CMOS平臺(tái)中的鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管(SiGe HBT)——A.Mai博士

-Physics of SiGe HBT
鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管的物理原理
-Detailed Technology flow of SiGe HBT in a CMOS platform
CMOS平臺(tái)中鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管的具體工藝流程
-Process comparison RF-CMOS, SiGe BiCMOS, III/V Technologies
RF-CMOS, 鍺硅BiCMOS及三五族(III/V)技術(shù)的流程對(duì)比

課程 2: 時(shí)間：11:30am-12:30pm
主題：Circuit Design platform for SiGe HBTs – By Dr. R.F. Scholz
   鍺硅異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管的電路設(shè)計(jì)平臺(tái)——R.F. Scholz博士

-Modelling and Reliability of SiGe HBTs
異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管的建模和可靠性分析
-Process Design Kit for RF Design
射頻(RF)工藝設(shè)計(jì)包

課程 3: 時(shí)間：1:30pm-3:00pm
主題：High end RF Technology Modules on CMOS/BiCMOS a More than Moore strategy- By Dr. M. Kaynak
   超越摩爾定律策略的CMOS/BiCMOS高端射頻技術(shù)模塊——M.Kaynak博士

-BiCMOS embedded RF-MEMS
BiCMOS嵌入式射頻微機(jī)電系統(tǒng)(RF-MEMS)
-BiCMOS embedded Through Silicon Vias
BiCMOS嵌入式硅通孔
-Microfluidics for THz bio-sensing applications
用于太赫茲生物傳感應(yīng)用的微流控
-Fan out wafer level packaging (eWLB) for RF applications
射頻應(yīng)用中扇出晶圓級(jí)封裝(eWLB)

課程4 : 時(shí)間：3:30pm-5:00pm
主題：Overview SiGe Circuit Design – By Dr. M. Kaynak
   鍺硅電路設(shè)計(jì)的綜述——M.Kaynak博士

-Application comparison RF-CMOS, SiGe BiCMOS, III/V Technologies
RF-CMOS，鍺硅BiCMOS及III/V族技術(shù)的應(yīng)用比較
-Selected SiGe Design Examples from 10 GHz to 500 GHz
挑選的從10GHz到500GHz的鍺硅設(shè)計(jì)案例

第二天：2016年03月18日（星期五）

課程 5:  時(shí)間：9:30am-11:00am
主題： Wireless Applications: From research to product - By Dr. Y. Sun
    無(wú)線應(yīng)用：從研究到產(chǎn)品——Y.Sun博士

-60 GHz for communication
用于通信的60GHz頻段
-120 GHz Radar on chip solution
用于芯片解決方案中雷達(dá)的120GHz頻段
-77 GHz Radar for Automotive: front-end solution chipsets pre-release
用于汽車?yán)走_(dá)的77GHz頻段：前端解決方案芯片組預(yù)覽

課程 6:  時(shí)間：11:00am-12:00am
主題：Silicon Radar – Experts on MMICs Radar Products - By D. Genschow
   硅雷達(dá)-單片式微波集成電路(MMIC)雷達(dá)產(chǎn)品中的明星——D.Genschow博士

-24 GHz Radar Frontend Chips
24GHz雷達(dá)前端芯片
-Packaging Concept and RF Testing on 120 GHz Radar reference product
120GHz雷達(dá)產(chǎn)品的包裝理念和RF測(cè)試
-120 GHz Demonstration Board – on site demo
120GHz現(xiàn)場(chǎng)演示

課程 7:  時(shí)間：1:15pm-3:00pm
主題： TMillimetre-wave and THz Applications – SiGe Design Research in China–By Prof. Y.Z. Xiong
   中國(guó)鍺硅設(shè)計(jì)研究—毫米波和太赫茲的應(yīng)用——熊永忠教授

-W-band transcevier
W波段收發(fā)器
-D-band transceiver
D波段收發(fā)器
-340 GHz transceiver
340GHz收發(fā)器

課程8:  時(shí)間：3:30pm-4:14pm
主題： MPW and Foundry Service from IHP - By Dr. R.F. Scholz
    德國(guó)高性能微電子研究所（IHP）)的多項(xiàng)目晶圓(MPW)和晶圓代工服務(wù)——R.F.Scholz博士

五、授課專家簡(jiǎn)介:

Dr. Andreas Mai-IHP技術(shù)部門“流程整合”項(xiàng)目組負(fù)責(zé)人

file:///C:/Users/x220/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image001.jpgAndreas Mai博士曾在勃蘭登堡州技術(shù)大學(xué)修讀物理，并于2006年在AMD德累斯頓獲得畢業(yè)證書(shū)。接著他加入IHP技術(shù)部門，他所在的流程整合項(xiàng)目組致力于將130nm SiGe-BiCMOS工藝用于RF-LDMOS晶體管  的集成。他于2010年獲得博士學(xué)位，并成為項(xiàng)目主管，負(fù)責(zé)技術(shù)協(xié)調(diào)，提高產(chǎn)量以及IHP MPW工藝技術(shù)的穩(wěn)定性。2013年，他成為IHP技術(shù)部門“流程整合”項(xiàng)目組負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)IHP公司的服務(wù)及某些研  究事務(wù)。自2015年初以來(lái)，他充當(dāng)技術(shù)部門領(lǐng)導(dǎo)者的角色，主要負(fù)責(zé)200mm SiGe-BiCMOS的生產(chǎn)線和技術(shù)服務(wù)事務(wù)。

Dr. Mehmet Kaynak-IHP技術(shù)組項(xiàng)目負(fù)責(zé)人

file:///C:/Users/x220/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpgMehmet Kaynak博士于2004年獲得伊斯坦布爾技術(shù)大學(xué)通信工程系的本科學(xué)位，2006年獲得土耳其伊斯坦布爾薩班哲大學(xué)微電子項(xiàng)目的碩士學(xué)位，2014年獲得德國(guó)柏林技術(shù)大學(xué)的博士學(xué)位。2008年他加  入到IHP微電子德國(guó)法蘭克福技術(shù)組，從2008到2015年，他負(fù)責(zé)IHP MEMS的發(fā)展。自2015年以來(lái)，他成為IHP技術(shù)組的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，Kaynak博士兼職土耳其薩班哲大學(xué)教授，他正組建IHP和薩班哲大學(xué)的  聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。Kaynak博士從事用于毫米波應(yīng)用的BiCMOS工藝中的RF-MEMS開(kāi)關(guān)發(fā)展超過(guò)5年，他還有RF和毫米波硅基電路的經(jīng)驗(yàn)。他的其它研究興趣有集成CMOS-MEMS技術(shù)，RF MEMS無(wú)源器件的發(fā)展，薄膜結(jié)構(gòu)的熱性能  和熱機(jī)械性能以及這些有限元分析的建模。最近，他在IHP發(fā)起3D異構(gòu)集成和微流體技術(shù)的研究活動(dòng)。Kaynak博士作為作者或者共同作者在同行評(píng)議的期刊和會(huì)議出版物上發(fā)表過(guò)超過(guò)100文章，他擁有RF-MEMS技術(shù)的7項(xiàng)專利。他曾參與很多不同德國(guó)聯(lián)邦教育和研究部(BMBF)和歐盟(EU)支持的項(xiàng)目，并且擔(dān)任歐盟自主的FLEXWIN和納米技術(shù)項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人。他目前擔(dān)任一些國(guó)際會(huì)議和期刊的會(huì)員及評(píng)審，比如IEEE NEMS, IEEE IMS, IEEE Radio Wireless Week, IEEE SiRF, EuMW, GeMiC, MEMSWAVE, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, IEEE Microwave and Wireless Components Letters, IEEE Transactions on Antenna and Propagation, Elsevier Microelectronics Engineering。他擔(dān)任2013年MEMSWAVE會(huì)議的大會(huì)主席和2013年IEEE SiRF的TPC主席，他是歐洲空間機(jī)構(gòu)(ESA)微納米技術(shù)(MNT)組，EuMAs專題組RF MEMS，IEEE技術(shù)委員會(huì) MTT-21(MEMS Components and Technologies)和MTT-10(Biological Effect and Medical Applications of RF and Microwave)的會(huì)員。Kaynak獲得2014年萊布尼茲研究所的青年科學(xué)家獎(jiǎng)。

熊永忠教授-中國(guó)工程物理研究院微系統(tǒng)與太赫茲中心半導(dǎo)體器件研究室主任、教授、四川省和成都市特聘專家

file:///C:/Users/x220/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image003.jpg熊永忠教授獲得新加坡南洋理工大學(xué)(NTU)電氣和電子工程的博士學(xué)位，他擔(dān)任新加坡微電子研究院(IME)的首席研究員(PI)已經(jīng)十余年。他目前是中國(guó)成都工程物理學(xué)院太赫茲研究中心半導(dǎo)體器件和集成電路的教授和主任。他是我國(guó)硅基微波毫米波太赫茲集成電路芯片研究領(lǐng)域的典型代表。在新加坡微電子研究所，所領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在2010年研制出世界上第一款硅基超高速10Gbps 135GHz的收發(fā)芯片，及400GHz 收發(fā)芯片，和世界上最小片載135GHz和400GHz高效高增益介質(zhì)天線和襯底集成波導(dǎo)天線等。2011年回國(guó)后，所領(lǐng)導(dǎo)的半導(dǎo)體器件研究室研制了一系列太赫茲(工作頻率大于100GHz)收發(fā)芯片，高速調(diào)制器和片載天線等，其中不乏國(guó)際首創(chuàng)，整體水平國(guó)際領(lǐng)先，填補(bǔ)了我國(guó)高性能集成電路的空白。其中完成了我國(guó)首款低成本硅基X波段和Ka波段多功能芯片和94GHz收發(fā)芯片，有望大幅度降低我國(guó)相控陣?yán)走_(dá)成本，為國(guó)防事業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。他正領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)致力于單片硅基微波/毫米波/太赫茲集成電路設(shè)計(jì)和器件建模表征的小組，他擁有多項(xiàng)授權(quán)專利，并撰寫和共同撰寫了超過(guò)200篇學(xué)術(shù)論文。

孫耀明博士

孫耀明博士于1997年獲得中國(guó)西安電子科技大學(xué)的本科學(xué)位，2003年獲得比利時(shí)魯汶大學(xué)的碩士學(xué)位，2009年獲得德國(guó)科特布斯勃蘭登堡工業(yè)大學(xué)的博士學(xué)位。孫博士從1997年到2002年從事移動(dòng)通信RF  收發(fā)器的領(lǐng)域，2002年，他參與了比利時(shí)微電子研究中心（IMEC）基于MCM-D技術(shù)的Ku波段收發(fā)器的設(shè)計(jì)。從2003年到2013年，他擔(dān)任德國(guó)法蘭克福奧德的IHP的研究員。期間，他參與設(shè)計(jì)了歐洲第一塊  60GHz收發(fā)器的SoC芯片。自2010年，他主持歐洲項(xiàng)目”SUCCESS”，開(kāi)發(fā)并成功實(shí)現(xiàn)了122GHz雷達(dá)芯片組。2013年，孫博士建立了香港微系統(tǒng)集成公司，在亞洲推進(jìn)SiGe BiCMOS技術(shù)，并且提供設(shè)計(jì)服務(wù)和咨詢。

D. Genschow

Dieter Genschow于2006年畢業(yè)于雷丁大學(xué)(英國(guó))和德國(guó)柏林的應(yīng)用科學(xué)大學(xué)，然后他開(kāi)始在汽車行業(yè)的德國(guó)Tier 1公司擔(dān)任一名電容式感應(yīng)技術(shù)設(shè)計(jì)工程師。在2009年，他加入IHP擔(dān)任研究助理并在雷  達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域工作了6年。2015年，他加入Silicon Radar，目前負(fù)責(zé)嵌入式雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品管理。

Dr. René Scholz-IHP MPW和晶圓代工服務(wù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人

自2004年以來(lái)René Scholz擔(dān)任IHP MPW和晶圓代工服務(wù)的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，他的項(xiàng)目組也負(fù)責(zé)IHP BiCMOS技術(shù)工藝設(shè)計(jì)包的開(kāi)發(fā)。2001到2004年，他負(fù)責(zé)IHP射頻特性和SiGe-HBT建模研究。2008年他獲得法蘭克福(奧德)歐洲大學(xué)研究管理中歐和東歐的工商管理碩士。1991到1996年，他在哈雷的馬克斯·普朗克研究所修讀博士。課題：點(diǎn)缺陷硅和砷化鎵擴(kuò)散的研究。

八、組織單位（排序不分先后）

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