半导体材料和器件的发展速度是惊人的,其对人类社会的影响也是巨大的,这一点是毋庸置疑的。
而引领这一进展的,正是是硅基MOSFET器件的发展,及其持续的高水平集成。同时,摩尔定律预测了设备密度每18个月翻一番,一直是该行业的管理准则。
按照摩尔定律要求:光刻工具的发展,实现45纳米门长度MOSFETs进入生产,2006年,连续比例的硅晶片和15英寸未来使大芯片产量增高,是晶片互连技术的巨大进步。
随着长度缩小,尽管大部分芯片行业是由硅基CMOS架构驱动的,但其他半导体技术也取得了重要的进展。
增长外延层的能力以控制的方式,最初有液相外延(LPE)和气相外延(VPE),目前增加了金属有机气相外延(MOVPE)和分子束外延(MBE)。使化合物半导体行业成熟为一个小但关键的组成部分。
在前者,异结场效应晶体管(HFET)和异结双极晶体管(HBT)的发展,对模拟和混合信号的应用产生了很大的影响。
在低噪声接收区,基于砷化镓和InP的HFETs是首选的技术。基于gaas的HBT是手机中的功率放大器的首选。
HBT正被积极地用于混合信号应用中,如A/D转换器和BiCMOS实现中。
在光学领域,发光二极管(led)、激光器和探测器的发展是影响深远的。led用于大量的应用,如标牌显示和远程控制以及通信设备。
基于gan的led的出现,以及固态照明的出现,提高了照明的革命性进步的可能性。激光和探测器已经成为光通信中的重要元素。
激光还使DVD等娱乐设备成为可能。材料和设备工具集的不断扩展,使系统设计者能够为应用程序选择正确的技术,从而在系统层面上取得了显著的进步。
通过研究一个被广泛使用的商业系统——手机,我们最能理解这一点。
想想摩托罗拉V551手机。在任何无线电结构中,发射/接收链的关键组成部分是开关、光纤滤波器、调制器/解调器、LNA、混频器、增益块和功率放大器。
将不同的芯片,集成到一个总的无线电解决方案中,用于实现无线电解决方案。
反过来,这些规范驱动了,用于实现特定芯片功能的主动设备,和工艺技术的选择。作为这种技术选择过程的一个例子,考虑来自RFMD的北极星全无线电解决方案,这是一个高度集成的传输器。
它包括相当大的功率控制电路,并可以从DAC输出驱动,从而消除了对方向耦合器、检测器二极管和其他功率控制电路的需要。
该组件选择了砷化镓HBT技术,以便在操作频率上实现高功率、高PAE和优良的线性要求的最佳组合。RF 6001满足了合成器和信号处理器的功能要求。
为了实现低成本、高集成水平和低功耗的最佳组合,该组件选择了Si CMOS技术。这是来自RFMD公司的北极星全无线电解决方案。
在2012年和18 nm节点之后,一些继续缩放的途径并不明显。此外,芯片中的功耗可能会为未来处理器的尺寸和速度设定一个热限制。
很明显,今天的芯片看起来比热盘更热,而半开玩笑地预测,未来的芯片可能会与太阳表面竞争(显然不可能)。
因此,现在是我们所有人,重新思考传统的CMOS缩放范式的时候,并考虑可能开辟哪些新的途径。
具有高电子迁移率和速度的复合半导体,能否在实现高时钟速度和降低功率水平方面发挥作用?
氮化镓等大型带隙材料能否在工作温度不断升高的应用中发挥作用?是否有全新的设备,如碳纳米管(碳纳米管),可以在电子和空穴传输的弹道系统中运行,可以在未来的互补电路中成为黑马?
或者是分子电子学,利用分子的电子状态来实现计算,芯片功率密度随时间呈指数增长。回答对电子自旋的控制,而不是器件通道中的总电荷(自旋电子学的新纤维电场)是圣杯吗?
基于单电子晶体管的体系结构,是一种高密度、低功率的替代方案吗?未来是模糊的,作为科学家和工程师,我们必须帮助澄清这一点。
今天这本书试图提供一个理解的材料,设备,和各种替代品的技术被考虑,与细节适合于技术的成熟度。
参考文献:
[1] 电子材料[J]. 新材料产业. 2020(06)
[2] 基于二维半导体的模拟电路最新进展(英文)[J]. 卢文栋,杨冠华,卢年端,李泠. 真空科学与技术学报. 2021(06)
[3] 二维半导体材料家族又有“小鲜肉”有望将电子设备速度提高100倍[J]. 刘霞. 真空电子技术. 2016(01)
[4] 二维半导体合金的制备、结构和性质[J]. 王新胜,谢黎明,张锦. 化学学报. 2015(09)
半导体——射频芯片龙头,卓胜微
卓胜微是一家专注于射频集成电路领域的研究、开发、生产与销售的高新技术企业。主要向市场提供射频开关、射频低噪声放大器、射频滤波器、射频功率放大器等射频前端分立器件及各类模组产品,同时公司还对外提供低功耗蓝牙微控制器芯片。目前公司已初步完成射频前端全品类的纵深布局,形成资源和技术平台的竞争优势,成为国内领先覆盖从研发设计、晶圆制造、封装测试到销售等完整产业链的射频前端供应商。
何为之射频芯片:射频,表示可以辐射到空间的电磁频率,频率范围从300kHz-300GHz之间。射频是一种高频交流变化电磁波的简称。射频前端芯片是移动智能终端产品核心组成部分之一,其介于天线和收发之间,与天线、射频收发、基带芯片共同构成终端通信系统,是终端通信的基础。射频前端芯片包括射频开关、射频低噪声放大器、射频功率放大器、双工器、射频滤波器等芯片。
卓胜微 2022 年前三季度实现营业收入 30.17 亿元,同比下降13.41%,实现归母净利润 9.85 亿元,同比下降 35.5%。 公司前三季度经营业绩较去年同期下滑,净利润亦受到影响,主要原因系:
1、国际形势复杂多变、国内疫情反复,作为公司主要下游应用的手机行业市场需求不景气;
2、芯卓半导体产业化建设项目按规划推进,公司持续加大研发投入和人才储备力度,导致研发费用、经营费用上升;
3、随着产品销售结构及市场竞争格局的变化,毛利率同比有所下降;
4、存货减值损失增加, 前三季度计提资产减值准备 2.19 亿元。
公司Q3 实现营业收入 7.82 亿元,同比下降 30.48%,实现归母净利润 2.33 亿元,同比下降 54.58%, Q3 单季度毛利率为54.06%, 环比提升 1.33pct, 主要原因是一方面随着滤波器产品迭代创新良率有一定提升;另一方面高端模组出货有所增长带动整体毛利略有上升, 同时公司产品整体竞争力增强,包括成熟的 RF SOI 和 SiGe 工艺相关的产品等。 此外,公司整体前三季度毛利率达到 52.94%。
虽然业绩处于下滑期,但这是半导体近期整体的周期性问题,而且卓胜微2023年除了周期性的解除,还有不少的增量点,如自建滤波器产线顺利推进,进一步提升竞争力。公司自有的滤波器工艺研发平台建设已于三季度完成,后续将持续优化演进。预计下半年度,DiFEM、L-DiFEM及GPS模组等产品中所集成的射频滤波器均会逐步采用自产的滤波器。公司自有滤波器资源平台的建设,将有助于提升产品整体性能水平,构建滤波器相关产品的品质、性能、供应和成本优势。
今天公司股价已经堆量突破年线,后期回归龙头市值可期,而且近两个月的股东人数从8万递减,筹码集中,也是一种很好的现象。
【电子科学与技术】何建桥, 李禹志, 郭各朴等. 宽带D 类超声功率放大器的设计与实现. 南京师范大学学报(工程技术版)南京师范大学学报(工程技术版): 2020, 20(1): 25-32.
【磁共振成像系统获批上市】财联社8月31日电,国家药品监督管理局经审查,批准了上海联影医疗科技股份有限公司生产的“磁共振成像系统”创新产品注册申请。该产品由超导磁体(5.0T)、梯度功率放大器、梯度线圈、射频功率放大器、射频线圈、检查床、谱仪、配电系统、对讲系统和生理信号门控单元组成。适用于体重大于20 kg患者的临床MRI诊断。该产品采用全身临床5.0T超导磁体,首次在超高场磁共振系统中将全身体激发线圈应用于临床扫描,从而实现全身成像,可以提升图像信噪比和图像空间分辨率,并实现超高场体部成像。
【#海豚新股速评#——N唯捷-U(SH688153):PA芯片第一股 】公司为射频前端芯片Fabless厂商,与卓胜微近九成收入为射频开关和和 LNA 产品不同,公司主要产品为射频功率放大器模组(PA模组),收入占比超97%,同时公司自2019年起4G PA模组出货量也一直稳居国内第一。
公司客户主要有小米、OPPO、vivo、荣耀 等,其中公司对vivo的收入占比从2020年的6.63%大幅提升至2021年上半年的26%,VIVO一跃成为公司第一大客户
自2018年公司开始进入头部厂商供应链,公司收入规模指数级增长,已从2018年的2.8亿增至2021年的35亿,三年翻了12.5倍,不过2021年刚实现扭亏为盈,这主要是因为2021年公司确认了股份支付费用6亿(其中4.8亿计入经常性损益,1.25亿计入非经常性损益),这波操作确实没太看懂,如果没有亏损,这只芯片股也许不会那么惨,再有就是消费电子板块太低迷了,昨晚VIVO逆天的发布了折叠屏手机,看着还是很惊艳,同时VIVO2021年手机出货量也跃居国内第一。
今日唯捷的惨况,让海豚想到了蜂窝基带芯片第一股翱捷科技-U(SH688220) ,同样亏损同样是消费电子产业链,同样的阴跌不已,静待情绪好转吧。
#新股破发##芯片#
不行,我看不下去这些天生残疾的人群的不靠乞讨去开掘自己的潜力来过活的精彩文章,但愿意伸出援手能拉一把,能捐款给那些肢残人士……哪怕只是会写书法和用简易便携式功率放大器来唱歌的流浪街头的歌手……
离开英国前基本把这1.3Ghz(英国留念版[笑哭])的放大器设计定型了,看到bg0aub老哥的测试结果非常不错,P1dB输出大约有350瓦,温度补偿偏压,约18dB增益。正在隔离酒店里肝控制部分,应该是触摸屏人机,加可网络管理和监控。目标是双片功率合成,500-600瓦出力。#无线电# #pcb# #射频#
“请把运算放大器主要参数讲讲!”,我们去面试嵌入式硬件、电子设计岗位时,面试官通常会提出的这个问题。
所以,掌握运算放大器是非常重要的。现在我们来聊聊运算放大器的主要参数。
运算放大器的主要参数有:
1、开环差分放大倍数(Aod)。一般对应的运放datasheet里面有这个参数。
2、压摆率(转换速率):在某个时间段内,输出端电压变化的幅值大小。比如:在1ns内,电压值变化为0.2V。在同一个时间段,变化幅值越大,就表明压摆率越大
3、共模抑制比(Kcmr):理想的运放的共模抑制比越大越好,更多的是去放大差模信号,而抑制共模信号。
4、输入输出阻抗:理想的运算放大器,输入阻抗越大越好;而输出阻抗越小越好。这是为什么呢?知其然,还知所以然。输入阻抗越小,运放放大器从前级索取的电流就越小;如果前级不能提供较大的电流,运放就不能正常工作。
输出阻抗,我们希望越小越好,这样运放消耗的电流就越小,让后级电路得到更多的电流。
5、输入失调电压:理想运放,当输入端的电压为0时,输出端的电压也为0;
6、最大差模输入电压:运算放大器的同向输入端和反向输入端,能加的最大电压差。
7、-3dB频率点(功率折半频率点):运算放大器不只是放大直流信号,也能放大较大的频率信号,随着信号的频率增大,信号输出端的幅值会降低,当幅值下降到原始幅值的0.707时,这个频率点就叫功率折半频率点。普通运算放大器的功率折半频率点为几十Khz。
我们在选用运算放大器时,具体电路考虑参数不一样,低频电路考虑的参数要少一些,而高频电路就要考虑压摆率这样的参数。