微波集成電路徐銳敏微波集成電路徐銳敏1微波電路與組件的發展RFMEMSCMOS微波電路與組件的發展RFMEMSCMOS2小型化的重要性和必要性電子技術和系統發展的必然趨勢。小型化是實現高性能、高可靠性和低成本的途徑。微電子技術的高速發展推動了通信、雷達、導航、測控等無線電應用領域的全面微電子化。在相控陣雷達系統、電子武器、毫米波成像、衛星通信、遙感等應用領域中，高性能、體積小、重量輕、可靠性高、批量生產成本低、使用方便的小型化微波毫米波電路與系統在國民經濟建設和國防建設中必將發揮越來越重要的作用。小型化的重要性和必要性電子技術和系統發展的必然趨勢。3第一代微波電路

——立體微波電路（20世紀40年代起）第一代微波電路

——立體微波電路（20世紀40年代起）4波導優點：品質因素高，損耗低，機械結構牢固，功率容量高。缺點：體積大，笨重、加工工藝和調試過程復雜，相應成本高。波導優點：品質因素高，損耗低，機械結構牢固，功率容量高。5第二代微波電路

——微波集成電路（20世紀60年代起）第二代微波電路

——微波集成電路（20世紀60年代起）6微帶電路技術和集成電路技術微帶電路：在平面實現，結構緊湊，體積小，重量輕，造價低。集成電路：可使大量有源器件集成于一個集成電路中，大大減小了器件的體積，提高了電路功能和加工的可靠性，降低了電路的加工成本。可靠性:(1)結構裝配;(2)抗振;(3)溫度;(4)密封。微帶電路技術和集成電路技術微帶電路：在平面實現，結構緊湊，體7混合集成電路（HMIC）采用薄膜或厚膜、印制板工藝制作無源元件和線路，再把微波固態器件裝配到電路中，實現微波電路集成化。微波混合集成傳輸線： 微帶線類為代表，另外還有帶狀線、槽線、共面線和鰭線等混合集成電路（HMIC）采用薄膜或厚膜、印制板工藝制作無源元8第三代微波電路

——微波單片集成電路MMIC(20世紀70年代起)第三代微波電路

——微波單片集成電路MMIC(20世紀9多芯片組件MCM（20世紀90年代）MCM（MultiChipModule）：多芯片組件），是把多塊裸露的IC芯片組裝在同一塊多層高密度互連基板上，形成一個多芯片功能組件。層與層的金屬導線是用導通孔連接的。這種組裝方式允許芯片與芯片靠得很近，可以降低互連和布線中所產生的信號延遲、串擾噪聲、電感／電容耦合等問題。提高組裝密度，縮短互連長度，減少信號延遲時間，減小體積，減輕重量，提高可靠性?？蓪崿F真正意義上器件和電路的三維集成。多芯片組件MCM（20世紀90年代）MCM（MultiChi10MCM結構示意及技術領域MCM結構示意及技術領域11LTCC技術

LTCC是多芯片組件（MCM）技術中的一種，是低溫共燒陶瓷（LowTemperatureCo-firedCeramic）的英文縮寫。800~950oC

Co-fired(疊層共燒)生瓷帶金屬導體(Au.Ag.Cu)DupontFerroCeramic(陶瓷基板)LowTemperatureLTCC技術LTCC是多芯片組件（MCM）技術中的一12

多層高密度封裝

可埋置無源器件

采用并行加工工藝,批量生產成本低小型化、高可靠、低成本、性能良好的微波電路工藝流程圖LTCC的特點多層高密度封裝可埋置無源器件采用并行加工工藝,小13LTCC的應用LTCC組件示意圖LTCC的應用LTCC組件示意圖14LTCC的應用共形陣平面陣LTCC的應用共形陣平面陣15MCM新技術─陽極氧化技術起源─由俄國人在本世紀初提出。結構、工藝─在襯底上全鍍鋁薄膜，通過激光束將非電路部分氧化變成三氧化二鋁，而電路部分保留金屬鋁薄膜，再鍍鋁薄膜，再氧化，直到多層。效果─非常適合微波集成電路，特別是毫米波電路（高精度）難點─多層氧化的保護鋁金屬電路擬方法─鍍鋁薄膜再進行做保護層。MCM新技術─陽極氧化技術起源─由俄國人在本世紀初提出。1621世紀——片上系統（SOC）SOC（SystemonChip）技術，是一種高度集成化、固件化的系統集成技術。使用SOC技術設計系統的核心思想，就是要把整個應用電子系統全部集成在一個芯片中。在使用SOC技術設計應用系統，除了那些無法集成的外部電路或機械部分以外，其他所有的系統電路全部集成在一起。21世紀——片上系統（SOC）SOC（SystemonC17SOC一般結構示意圖系統功能集成是SOC的核心技術；固件集成是SOC的基礎設計思想；嵌入式系統是SOC的基本結構；IP是SOC的設計基礎。SOC一般結構示意圖系統功能集成是SOC的核心技術；18SOC的特點目前主要還在硅工藝上實現，工作頻率在幾個GHz以下；下一步應在GaAs和InP等上實現，甚至是第三代半導體材料SOC的特點目前主要還在硅工藝上實現，工作頻率在幾個GHz以19SOC的關鍵技術軟、硬件的協同設計技術。IP模塊庫問題。模塊界面間的綜合分析技術。系統級數?；旌系碾姶偶嫒輪栴}。SOC的關鍵技術軟、硬件的協同設計技術。20SOC的前景SOC成為新一代應用電子技術的核心已經成為不爭的事實，這不僅是電子技術本身的革命性標志，也是電子技術應用的重大歷史變化。SOC使單片機應用技術發生了革命性的變化，這個變化就是應用電子系統的設計技術，從選擇廠家提供的定制產品時代進入了用戶自行開發設計器件的時代。這標志著單片機應用的歷史性變化，一個全新的單片機應用時代已經到來。SOC的前景SOC成為新一代應用電子技術的核心已經成為不爭的21挑戰和機遇研究人員和工程技術人員面臨著擇業轉行問題；產業調整；微波無源電路、鐵氧體器件等如何進入射頻微波SOC。等等挑戰和機遇研究人員和工程技術人員面臨著擇業轉行問題；22謝謝!謝謝!23微波集成電路徐銳敏微波集成電路徐銳敏24微波電路與組件的發展RFMEMSCMOS微波電路與組件的發展RFMEMSCMOS25小型化的重要性和必要性電子技術和系統發展的必然趨勢。小型化是實現高性能、高可靠性和低成本的途徑。微電子技術的高速發展推動了通信、雷達、導航、測控等無線電應用領域的全面微電子化。在相控陣雷達系統、電子武器、毫米波成像、衛星通信、遙感等應用領域中，高性能、體積小、重量輕、可靠性高、批量生產成本低、使用方便的小型化微波毫米波電路與系統在國民經濟建設和國防建設中必將發揮越來越重要的作用。小型化的重要性和必要性電子技術和系統發展的必然趨勢。26第一代微波電路

——立體微波電路（20世紀40年代起）第一代微波電路

——立體微波電路（20世紀40年代起）27波導優點：品質因素高，損耗低，機械結構牢固，功率容量高。缺點：體積大，笨重、加工工藝和調試過程復雜，相應成本高。波導優點：品質因素高，損耗低，機械結構牢固，功率容量高。28第二代微波電路

——微波集成電路（20世紀60年代起）第二代微波電路

——微波集成電路（20世紀60年代起）29微帶電路技術和集成電路技術微帶電路：在平面實現，結構緊湊，體積小，重量輕，造價低。集成電路：可使大量有源器件集成于一個集成電路中，大大減小了器件的體積，提高了電路功能和加工的可靠性，降低了電路的加工成本?？煽啃?(1)結構裝配;(2)抗振;(3)溫度;(4)密封。微帶電路技術和集成電路技術微帶電路：在平面實現，結構緊湊，體30混合集成電路（HMIC）采用薄膜或厚膜、印制板工藝制作無源元件和線路，再把微波固態器件裝配到電路中，實現微波電路集成化。微波混合集成傳輸線： 微帶線類為代表，另外還有帶狀線、槽線、共面線和鰭線等混合集成電路（HMIC）采用薄膜或厚膜、印制板工藝制作無源元31第三代微波電路

——微波單片集成電路MMIC(20世紀70年代起)第三代微波電路

——微波單片集成電路MMIC(20世紀32多芯片組件MCM（20世紀90年代）MCM（MultiChipModule）：多芯片組件），是把多塊裸露的IC芯片組裝在同一塊多層高密度互連基板上，形成一個多芯片功能組件。層與層的金屬導線是用導通孔連接的。這種組裝方式允許芯片與芯片靠得很近，可以降低互連和布線中所產生的信號延遲、串擾噪聲、電感／電容耦合等問題。提高組裝密度，縮短互連長度，減少信號延遲時間，減小體積，減輕重量，提高可靠性?？蓪崿F真正意義上器件和電路的三維集成。多芯片組件MCM（20世紀90年代）MCM（MultiChi33MCM結構示意及技術領域MCM結構示意及技術領域34LTCC技術

LTCC是多芯片組件（MCM）技術中的一種，是低溫共燒陶瓷（LowTemperatureCo-firedCeramic）的英文縮寫。800~950oC

Co-fired(疊層共燒)生瓷帶金屬導體(Au.Ag.Cu)DupontFerroCeramic(陶瓷基板)LowTemperatureLTCC技術LTCC是多芯片組件（MCM）技術中的一35

多層高密度封裝

可埋置無源器件

采用并行加工工藝,批量生產成本低小型化、高可靠、低成本、性能良好的微波電路工藝流程圖LTCC的特點多層高密度封裝可埋置無源器件采用并行加工工藝,小36LTCC的應用LTCC組件示意圖LTCC的應用LTCC組件示意圖37LTCC的應用共形陣平面陣LTCC的應用共形陣平面陣38MCM新技術─陽極氧化技術起源─由俄國人在本世紀初提出。結構、工藝─在襯底上全鍍鋁薄膜，通過激光束將非電路部分氧化變成三氧化二鋁，而電路部分保留金屬鋁薄膜，再鍍鋁薄膜，再氧化，直到多層。效果─非常適合微波集成電路，特別是毫米波電路（高精度）難點─多層氧化的保護鋁金屬電路擬方法─鍍鋁薄膜再進行做保護層。MCM新技術─陽極氧化技術起源─由俄國人在本世紀初提出。3921世紀——片上系統（SOC）SOC（SystemonChip）技術，是一種高度集成化、固件化的系統集成技術。使用SOC技術設計系統的核心思想，就是要把整個應用電子系統全部集成在一個芯片中。在使用SOC技術設計應用系統，除了那些無法集成的外部電路或機械部分以外，其他所有的系統電路全部集成在一起。21世紀——片上系統（SOC）SOC（SystemonC40SOC一般結構示意圖系統功能集成是SOC的核心技術；固件集成是SOC的基礎設計思想；嵌入式系統是SOC的基本結構；IP是SOC的設計基礎。SOC一般結構示意圖系統功能集成是SOC的核心技術；41SOC的特點目前主要還在硅工藝上實現，工作頻率在幾個GHz以下；下一步應在GaAs和InP等上實現，甚至是第三代半導體材料SOC的特點目前主要還在硅工藝上實現，工作頻率在幾個GHz以42SOC的關鍵技術軟、硬件的協同設計技術。IP模塊庫問題。模塊界面間的綜合分析技術。系統級數?；旌系碾姶偶嫒輪栴}。SOC的關鍵技術軟、硬件的協同設計技術。43SOC的前景SOC成為新一代應用電子技術的核心已經成為不爭的事實，這不僅是電子技術本身的革命性標志，也是電子