作者：孙昌旭

　　前不久，英特尔公司宣布已开发出能够支持当前所有Wi-Fi标准（802.11a、b和g）并符合802.11n预期要求的全CMOS工艺直接转换双频无线收发信机原型，包括了5GHz的PA，并轻松实现了发送器与接收器功能的分离。这是业界又一次对GaAs RF器件提出了挑战。

　　GaAs将会失去其在RF模块中的主导地位，而让位于RF CMOS和BiCMOS(SiGe掺杂)工艺吗？这一争论已久的话题也成为前不久举办的国际微波技术研讨会（MTT-S）的热门话题。

　　一些专家认为，RF CMOS可能会比较适合于低成本、短距离的应用比如WLAN和蓝牙，但不适合于手机功放的应用，GaAs仍将继续主导手机功放市场。但反对者认为CMOS的可集成性已经表明它在蓝牙和许多Wi-Fi应用中具有很好的性价比，且已有公司针对GSM/GPRS四频手机设计出全CMOS工艺的单芯片PA。

　　对此，诺基亚的RF工程与技术经理Fazal Ali分析道，2004年手机出货量约为6.645亿部，每部电话中有两或三个放大器，总计接近20亿个，但其中几乎没有功率放大器(PA)采用CMOS工艺。

　　专家们认为，RF CMOS和GaAs不是同一类东西。作为分立晶体管，GaAs是非常有效率的天线驱动器和功率放大器材料，具有非常好的RF性能。RF CMOS作为一种集成技术受到青睐，因为该特点可能使RF收发器能够与基带处理器共存。但这种情形何时才能出现，甚至连CMOS的支持者也说不上来。

　　来自GaAs晶体管制造商Anadigics公司的Aditya Gupta坚持认为，RF CMOS只是“空头支票”，可能永远也达不到GaAs的性能水平。他指出CMOS在手机放大器市场没有什么商业机会。而Skyworks Solutions公司的Pete Zampard更是嘲讽道：“CMOS字母就是代表着‘不能满足我们的规格’(Can't Meet Our Specs)。”

　　但是，对CMOS最有力的论据来自Axiom公司顾问兼加州理工学院的教授Ali Hajimari。他指出CMOS工艺在需要多颗PA时就表现出强大的优势。Axiom公司成功演示了为GSM/GPRS四频手机所设计的单芯片PA，它就是采用0.13um的CMOS工艺制造。他表示与采用GaAs工艺相比，PA的效率提升了55%，该单芯片还包括了相匹配的I/O。“采用CMOS PA将为全CMOS的无线射频器件铺平道路。”他说。不过他承认，CMOS可能在接收器领域比在发射器领域取得更大的进展，但他不愿放弃希望。他说：“只有勇敢的人才会说出‘CMOS能做到这点。”

　　另一家公司Peregrine半导体也在为CMOS而努力。他们正在采用一种称为超CMOS的工艺制造天线开关和PA，并称比采用GaAs工艺要简单得多。

　　但是，更多的人认为GaAs, RF CMOS 和BiCMOS将会在许多系统中共存。比如RF 微器件公司(RFMD)能同时供应GaAs和RF CMOS产品。

　 “我们不会白白地花费精力在SoC上。”飞利浦半导体的一个RF器件设计工程师表示。他指出集成面临的最大困难是要为多频和多模标准建立多个射频，每一个新发明就需要一个新的PA，而在CMOS上为这些应用所开的窗口是有限的。因此，他们更提倡系统级封装，“SiP才是实现多频多模的最好和最便宜的技术。”他说。

　　而在GaAs方面，虽然市场已非常成熟，但他们仍然面临着一些问题。一个比较大的问题是用户需要增强模式器件还是损耗模式器件。普遍使用的损耗器件(异质结双极晶体管；HBT)具有较高的效率(55-58%)，成本较低（可能低达50美分）。但它们需要使用外部电荷泵形成一个负轨；增强型器件（伪形态高电子迁移率晶体管；e-pHEMT器件），效率高一些(62%)，而且仅需利用单个正电源轨就可充分发挥功能，但它们的制造成本较高，因此用户需要支付额外的费用。

　　虽然人们已习惯于用GaAs来制造PA，但是专家们正在寻找一些更智惠的办法来促进CMOS在PA中的应用。