新CMOS on SapphireのRFチップで携帯電Bx場のGaAsをき換えていく
Rodd Novak、Peregrine Semiconductor社 チーフマーケティングオフィサー
CMOS/SOSのSOSはSilicon on SapphireのSだが、CMOS/SOSはサファイヤ基の屬縫轡螢灰鵑鬟┘團織シャル成長させたデバイスである。Uかしさを感じる人もいるだろうが、盜颪離戰鵐船磧Peregrine Semiconductor(ぺリグリン・セミコンダクタ)が高性Αδ祺然覆鯒笋颪帽蘯Sトランシーバスイッチやパワーアンプを設している。このほど180nmプロセスでIBMと提携した。SOSビジネスを成長させている同社のCMOであるRodd Novakにその狙いを聞いた。

Peregrine SemiconductorのRodd Novak
Q1(セミコンポータル集長): サファイヤ基屬CMOSデバイスを作ろうとされたのはなぜですか。
A1(ペリグリンセミコンダクタ ロッド・ノバック): 当社がUltraCMOSと}ぶ独OのCMOS\術は、携帯電Bや基地局で使う高周S(RF)のフロントエンド\術をさらに高性Α低消J電を実現することがわかったからです。にSOI基をいる場合、基シリコンの高B^霾によってリニアリティがKくなり、そのT果混変調歪みが改されません。SOS\術はRFv路ではSOIよりも性Δ高く、科なアイソレーション性Δuられ、チューナの性Δ魏できます。MたちはSOIの先を行くRF\術がUltraCMOS\術だと認識しています。
Q2: CMOS/SOS\術と}ばないで、UltraCMOSと}ぶのはなぜですか。
A2: CMOS/SOSだと、昔の古い\術というイメージがあります。しかもは宇宙豢・の耐放o線デバイスとしてのイメージです。当社のデバイスは、これまでもで6億個出荷してきており、これからも3G、LTEといった最先端の携帯電Bやその基地局応を狙うデバイスです。新しいT味を込めてUltraCMOSと@づけました。
Q3: 来、GaAsで作られていたRFスイッチやパワーアンプのき換えを狙っていますが、サファイヤ基を使うとこれまでのと比べて何が良いのでしょうか。
A3: これまで当社はRF CMOSとして1μm、0.5μm、さらに0.35μmとアナログv路を微細化してきました。0.5μmから0.35μmへの微細化によって、チップC積の縮小とウェーハ当たりのチップ数すなわち収率は向屬気擦襪汎瓜に、RFスイッチとしてのU入失を2/3に低し、10倍のリニアリティ改を果たしてきました。
今、0.35μmプロセスで比較すると、来のGaAsスイッチの場合、GaAsチップとCMOSデコーダコントローラが要でした。この2チップソリューションを1パッケージに収めようとすると、29カ所ワイヤーボンドが要となり、パッケージC積は3.0mm×3.5mm度になりました。これを0.35μmプロセスで1チップの設]すると、1.36mm×1.28mmと83%も削され、17%と小さくなります。
Q4: このほどIBMと\術提携しました。0.18μmプロセスで提携された理yは何でしょうか。
A4: さらに微細化するともっと性Δ屬ります。0.18μmという微細化によって0.35μmデバイスと比べC積は半分になり、U入失も半します。しかもリニアリティは100倍向屬靴泙后E社はサファイヤ基のCMOSをプロセス出来るファウンドリをパートナーとしてやってきており、しかも6インチまでのサファイヤウェーハを攵に使ってきました。しかし、0.18μmでは8インチウェーハに々圓靴討気蕕房率を屬欧燭い隼廚い泙后0.35μmプロセスの6インチサファイヤ基で9000個のチップがDれましたが、0.18μmで8インチウェーハだと3万個以崙Dれます。
k気IBMはRF CMOSのSOIプロセスではリーダー格のファウンドリでした。IBMのSOIプロセスは改されてきていましたが、SOSプロセスはできませんでした。少しiからぺリグリンとIBMはk緒にSOSプロセスを開発してきますと、性Δ格段に屬ることがわかりました。そこで、IBMも180nmのRFプロセスはSOSでやることにし、共同で開発することに至りました。はもちろんDuしています。
Q5: サファイヤ基を使うとコストアップになりませんか。
A5: サファイヤ基を使うこれまでの0.35μmプロセスは歩里泙蠅高く、性Δ屬るため、T局は低コストにできます。j量攵できるため、携帯電Bでビデオを見られるように性Δ屬欧討眥礇灰好箸悩遒譴泙后
Q6: x販のサファイヤ基は白色LEDなどGaNデバイスの基としてたくさん使われるようになりました。しかし8インチのx販は入}できるのでしょうか。
A6: サファイヤ基を使った白色LEDは日本のメーカーやサムスン電子が使っていますし、TSMCもサファイヤ基を使ってLEDを]することを最Z表しました。サファイヤ基はなじみやすくなってきています。価格はSOIウェーハ並みになってきています。6インチウェーハはx販が入}可Δ任垢、当社は9社のサファイヤ基を認定しました。GaN白色ウェーハ]のためにTSMCは今、2インチですが6インチ化へと動くでしょう。
しかし、8インチサファイヤ基はまだ商化されていません。そこで、当社はサファイヤT晶メーカー3社とパートナーを組み、中には出@しながら開発しています。この3社は@iをかせませんが、盜顱日本、ロシアのメーカーです。ロシアのウェーハは日本でポリッシュしているようです。
Q7: デバイスとしての長は何ですか。
A7: これまで述べたような混変調歪みやリニアリティの高さに加え、最適な周S数をIし、インピーダンスD合のとれたRFv路を提供できることも長です。このためにDuNEと}ぶデジタルチューニングキャパシタを開発しました。チューニング周S数をキャパシタを使って合わせるわけです。これは31個のキャパシタを並べることで5ビットのデジタル信。00000から11111まで)を作り出し、キャパシタ値(例えば100MHzで0.7〜7.0pF)を変えられるように設しました。
アナログだけのチューナだと、インダクタも集積しなければなりませんが、インダクタはそのC積がjきくなりすぎるため、トランシーバチップがjきくなってしまいます。アナログとデジタルを組み合わせることで小さなチップが出来るというlです。
キャパシタ値をえることでチューニングさせる周S数をリコンフィギュラブルに変えることができるため、マルチバンドのチューナに向くというlです。2012Qごろにはソフトウエア無線にも官できるようになります。
加えて、パワーアンプに使うことを考慮して、DC-DCコンバータをオンチップに搭載しています。これはパワーアンプの消J電を下げるため、電源電圧をk定にせず、パワーアンプ出の包絡線(envelope)をフィードバックし、電源電圧を変えていく擬阿鬚箸辰討い泙后
RFスイッチでは1GHz、50WのRFパワーを切りえるスイッチとしての混変調歪みは45dBmのRFパワーで-85dBcと小さく、ポート間のアイソレーションは90dBcと科な性Δ任后
図 不況のQでさえ成長したペリグリン社
Q8: 最後に、御社の業績を教えてください。
A8: 2009Q度(1月〜12月)は垉邵嚢發7000万ドルの売峭發任靴拭2010Qは1億ドルに到達しそうです。