H9SOI_FEM : 最適なRF SOIプロセス

モバイル機器やWi-Fiシステムの最も重要な部品の1つとして、高周波(RF)フロントエンド・モジュールがあります。アンテナとRFトランシーバ間のインタフェースとして機能するRFフロントエンド・モジュールには、アンテナ用ローノイズ・アンプ(LNA)、パワーアンプ(PA)、アンテナ同調スイッチ、パワー・マネジメント・ユニットなどの繊細な部品が使用されています。

Radio Frequency (RF) Front-End Module

複雑化の進行

リニア・スイッチの分離やパワー・アンプの効率の最大化といった設計上の課題に対応するため、半導体メーカー各社は、RFフロントエンド・モジュールの構成部品ごとに専用プロセスを開発しました。その結果、多くのディスクリート品とICが存在するようになりました。

4GモバイルやWi-Fi(IEEE 802.11ac)を含む新しい高速通信規格が、データのスループットを向上させるため40種類もの周波数帯域を使用するようになると、最新のネットワーク機器はさらに多くのフロントエンド回路が必要となり、ディスクリート部品による従来の手法では、製品が大幅に大型化することになります。

この複雑化の進行により、性能の妥協を伴わない、優れた柔軟性と高い集積度を持つシリコンベースの新しいプロセスが必要とされています。

より高い集積度を目指して

2008年、STは、10年以上にわたってシリコン・オン・インシュレータ(SOI)で培った高度なノウハウを生かし、高い集積度と共に、RF要件を完全にサポートする画期的なRF SOIテクノロジー H9SOIを発表しました。

H9SOIプロセスは、コンパクトな統合型RFフロントエンド・モジュールを開発する顧客向けに、従来の高価なディスクリート品を置き換える競争力のあるソリューションを実現しました。

H9SOI_FEM :フロントエンド・モジュール向けRF SOIソリューション

2012年、この経験をベースにH9SOIプロセスの最適化をさらに進めたSTは、H9SOI_FEMと呼ばれる専用プロセスを開発しました。H9SOI_FEMにより、顧客は、高度に集積化された最先端RFフロントエンド・モジュールを開発することができます。

高い競争力を持つH9SOI_FEMプロセスは、前世代以上の性能と、さらに小型化されたフロントエンド・ソリューションを実現します。

この新しいプロセスは、0.13µmと0.25µmのデュアルゲートMOSFETをベースとし、フロントエンド・モジュールの全アプリケーション(スイッチ、アンテナ同調、パワーアンプ、ローノイズ・アンプ)に対応するため、1.2V MOS、2.5V MOS、最適化済みNLDMOS(1)等のさまざまなデバイスをサポートします。

H9SOI_FEMの性能メリット 

優れた性能指数(Ron.Coff)をアンテナ・スイッチとアンテナ同調デバイスに提供するSTのH9SOI_FEMは、高い絶縁性とMOSブレークダウン電圧を維持しながら、卓越した性能を実現します。

Carrier Aggregationと共に4G / 4.5G通信要件に対応するために重要な高調波(-95dBm)の達成と直線性の改善に主に取り組んでいます。

   

Ron.Coff Factor of Merit

           

Ron: On-state Resistance.
Low Ron means less insertion losses

Coff: Off-state Capacitance.
Low Coff means better isolation

           

銅の厚膜層を組み合わせて最適化したNLDMOSは、高効率な電力付加効率(PAE : Power Added Efficiency)を実現すると共に、従来のソリューションに対して10%もの効率向上が得られる高効率パワー・アンプを可能にします。

NLDMOS

H9SOI_FEMの製造メリット

STは、H9SOI_FEMを採用することで、マスク数の削減などの工程の簡略化を進めてきました。マスク数と工程数の削減により、前世代に比べ、全体的なリード・タイムを25%短縮することができました。STの製造能力と組み合わせた新しいRF SOIプロセスは、最も要件の厳しい顧客に対しても、製品化期間の短縮で大きなメリットを提供します。

(1)NLDMOS: N type Lateral Drain Extended MOS

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