RF MEMS是否能乘着5G之风起飞?国内外RF MEMS厂商一览

2019-01-27 21:40:27 来源:EEFOCUS
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射频微机电系统(RF MEMS)是MEMS技术的重要应用领域之一,也是二十世纪九十年代以来MEMS领域的研究热点。RF MEMS用于射频和微波频率电路中的信号处理,是一项将能对现有雷达和通讯中射频结构产生重大影响的技术。

 

RF MEMS器件按照器件类型分,主要有以下几种:

①基于开关基本结构单元的移相器、可调滤波器、可变波束天线等

②硅基/熔融石英基的高性能滤波器

③超小型化的声波滤波器(SAW、FBAR)

④微纳电感、电容结构组成的天线阵列

⑤微纳传输线/波导结构(如微同轴结构)组成的高性能T/R组件等

 

 

RF MEMS已经广泛的应用于军民各个领域,包括:个人通讯,如移动电话、PDA( Personal Digital Assistant)、便携式计算机的数据交换;车载、机载、船载收发机和卫星通信终端、GPS接收机等;信息化作战指挥、战场通信、微型化卫星通信系统、相控阵雷达等。

 

随着第五代移动通信(5G)的发展,越来越迫切地需要一些低功耗、超小型化且能与信号处理电路集成的平面结构的新型器件,并希望能覆盖包括微波、毫米波和亚毫米波在内的宽频波段。而目前的通讯系统中仍有大量不可或缺的片外分立元件,例如电感、可变电容、滤波器、耦合器、移相器、开关阵列等,成为限制系统尺寸进一步缩小的瓶颈。RF MEMS技术的出现有望解决这个难题。采用RF MEMS技术制造的无源器件能够直接和有源电路集成在同一芯片内,实现射频系统的片内高集成,消除由分立元件带来的寄生损耗,真正做到系统的高内聚,低耦合,能显著提高系统的性能。

 

RF MEMS领域的技术引领者主要是美国、日本及欧洲一些高科技企业,研究机构主要有HRL Laboratories、LLC、Royal Society of Chemistry、Texas Instruments、 University of Michigan - Ann Arbor、UC Berkeley、Northeastern University、MIT Lincoln、Analog Devices、Raytheon、Motorola等,主要供货商包括Avago、Radent MEMS、XCOM Wireless、WiSpry(已被瑞声收购)、RFMD(Qorvo)、DelfMEMS、OMRON、Toshiba、MEMTronics等。

 

Avago

2015年Avago收购了博通,在MEMS滤波器市场上,Avago占据了87%的BAW滤波器的市场,基本形成垄断局面。

 

BAW滤波器,最高工作频率可达20GHz,5G时代对BAW滤波器来说简直是量身打造,但是BAW滤波器的缺点也显而易见,那就是贵。

 

Radent MEMS

该公司是一家航空航天和军事用RF设备制造商,在美国国防部DARPA的资助下,该公司将MEMS开关可靠性提高到1.5万亿次。该公司为各种接收和发送链以及移相器提供频段选择切换。

 

XCOM Wireless

该公司是一家MEMS射频继电器厂商,主要生产芯片及封装的调谐电路以及MEMS继电器。

 

WiSpry

在2016年被瑞声科技收购,产品主打高性能的RF-MEMS天线调谐器。

 

RFMD(Qorvo)

RFMD与Triquint在2015年合并成了Qorvo,该公司的BAW滤波器主要针对超小体积、高性能的应用领域,如智能手机、消费电子无线终端、微纳卫星等。

 

DelfMEMS

该公司主打RF MEMS开关,该公司生产的欧姆接触开关经过测试可以承受10亿次以上的开关周期。

 

OMRON

主要生产的RF MEMS产品为SAW滤波器,SAW滤波器主要针对2GHz以下频段,比如早期的2G通讯。

 

Toshiba

Toshiba的RF MEMS产品主要是一些基本器件,比如:开关、MOSFET、晶体管和二极管等。

 

MEMTronics

MEMTronics是一家无晶圆射频厂商,主要产品包括MEMS移相器、MEMS调谐滤波器。

 

国内对RF MEMS的研究始于二十世纪九十年代后期, 主要研究机构有清华大学(开关、 滤波器)、北京大学(开关)、中电13所及美泰科技公司(滤波器)、中电55所(滤波器、开关)、东南大学(微波结构设计)、浙江大学(理论分析)、天津大学和中兴通讯公司(FBAR滤波器)、中物院电子工程所和电子科大(THz滤波器)、中科院上海微系统所、微电子所、电子所等。已经实现较好实际应用的主要是中电13所和中电55所的滤波器产品,其他大部分器件还处于实验室研究阶段。

 

总结

我国RF MEMS研究起步较晚,5G对于RF MEMS有着非常大的挑战,这对于我国的RF MEMS厂商来说是机遇也是挑战。一方面,关于RF MEMS应用于5G的测试报告还比较少,各大厂商还没有着手开始研究,我国厂商可以抓住这个机会进行弯道超车,但是,另一方面RF MEMS研发难度较大,想要实现弯道超车还需要足够的努力。

 

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钱玉锋
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