重磅！地芯科技发布全球首款线性CMOS PA

5月18日，杭州地芯科技有限公司（以下简称：地芯科技）在上海发布了其全球首款基于CMOS工艺的支持4G的线性CMOS PA——GC0643。GC0643是一款4*4mm多模多频功率放大器模块（MMMB PAM），它应用于3G/4G手持设备（包括手机及其他手持移动终端）以及Cat1.物联网设备，支持的多频段多制式应用，此外还支持可编程MIPI控制。

据介绍，GC0643的应用领域主要聚焦在低功耗广域物联网（LP-WAN）设备、3G/4G手机或其他移动型手持设备，及无线IoT模块等。

• 3G：GC0643支持WCDMA、高速下行链路分组接入（HSDPA）、高速上行链路分组接入（HSMPA）、高速分组接入（HSPA+）和TD-SCDMA调制。在各个功率范围和调制模式下，通过改变输入功率和DC-DC提供的电压值，来最大化功率放大器的效率

• 4G：GC0643支持1.4、3、5、10、15、20 MHz信道带宽。类似于3G操作，通过改变输入功率和DC-DC提供的电压值，来最大化功率放大器的效率。

地芯科技副总裁张顶平介绍说：“在过往的经验基础上开拓创新，地芯科技攻克了击穿电压低、线性度差两大世界级工艺难题，在全球范围内率先量产支持4G的线性CMOS PA，将使得CMOS 工艺的PA进入主流射频前端市场成为可能。”

射频PA是通信链路中至关重要的器件，负责将发射链路中的射频信号做最后的放大，输送到天线，PA往往是整个通信链路中功耗最大的器件之一。因此射频PA对信号的保真度以及发射效率极大地影响整个通信系统的质量和功耗。据介绍，在3.4V的电源电压下，在CMOS工艺难以企及的2.5G高频段，GC0643可输出32dBm的饱和功率，效率接近50%；在LTE10M 12RB的调制方式下，-38dBc UTRA ACLR的线性功率可达27.5dBbm（MPR0），FOM值接近70，比肩GaAs工艺的线性PA；在4.5V的电源电压下，Psat更是逼近34dBm，并在Psat下通过了VSWR 1:10的SOA可靠性测试。

地芯科技CEO吴瑞砾表示，“Common-Source架构的CMOS PA和HBT的架构类似，其非线性实际上并非特别棘手到难以处理，主要问题在于无法承受太高的电源电压。”他也指出，“CMOS工艺提供了丰富种类的器件，以及灵活的设计性，通过巧妙的电路设计，可以通过模拟和数字的方式补偿晶体管本身的非线性。这也是CMOS PA设计最重要的课题之一。”

CMOS工艺是集成电路中最为广泛使用的工艺技术。它作为摩尔定律的载体，在过去的数十年飞速发展，已经成为最成熟普遍的工艺，基于8寸/12寸的大硅片，各大晶圆代工厂的产能丰富。因此CMOS工艺晶圆的成本相对于基于6寸晶圆的III-V族工艺要低很多（3-4倍）。虽然CMOS具有高集成度、低成本、漏电流低、导热性好、设计灵活等特性，但也存在击穿电压低、线性度差两大先天性弊端，使其在射频PA应用上面临巨大的技术挑战。

张顶平分享说：“GC0643成功攻克了CMOS PA可靠性和线性度的主要矛盾，预示了线性CMOS PA进入Psat为30-36dBm主流市场的可能性。“据介绍，GC0643技术亮点主要体现在以下四方面：

• 基于CMOS工艺路线的全新多模多频PA设计思路

• 创新型开关设计支持多频多模单片集成

• 创新的线性化电路设计

• 低功耗、低成本、高集成度、高可靠性的最佳解决方案