IEEE國際固態電路大會（ISSCC）是模擬和數字最新芯片開發電路的全球展示。每年的這個時候每年舉行一次 通常會在舊金山舉行 使工程師可以相互交流 交流和學習。希望只有今年 ISSCC才能實現虛擬化。

ISSCC的一項新功能是邀請來自半導體公司的論文 這些公司最近創建了重要的IC。在2021年 選定的主題是：5G和雷達系統以及數字處理IC 擁有5G和雷達系統芯片的受邀公司有：

模擬設備（5G無線電）

德州儀器（汽車雷達）

英飛凌與Google（GHz手勢識別）

其中最不尋常的演示是將Google內置于其Pixel 4手機中的60GHz“ Soli”雷達上的蓋子揭開 以檢測特寫手勢并接近人類–后者位于前方5m范圍內 在+/- 80deg范圍內為800mm兩個軸。

它由一個發射通道和三個接收通道組成 每個通道都在5 x 6.5mm封裝的頂部內部具有自己的諧振貼片天線-它足夠小 可以內置在手機的邊框中。

它的天線被切成四層金屬疊層封裝的頂層 饋線位于其下層。戰略性地使用貫穿整個板的通孔和頂層的切口可以將收發隔離度提高到20dB以上。

盡管它們具有薄的非金屬性質 但電話外殼中的玻璃 塑料和粘合劑層仍會嚴重影響傳播。“設置接收機增益時 必須考慮從天線罩材料反射回來的能量 因為這通常是在接收機輸入端看到的最強信號 但是由于其靜態特性 可以在我們的信號處理管道中將其消除。”在ISSCC 2021第2.3節上向英飛凌致敬。“最具挑戰性的用例之一是以半球形模式檢測手機0.8m以內的用戶的存在。”

架構為FMCW（調頻連續波） 其輸出由ΔΣ小數N分頻PLL產生 時鐘頻率為80MHz。天線驅動器》 5dBm。接收通道圍繞高線性度低噪聲混頻器構建（P-1dB優于-5dBm（典型值） NFssb優于12dB（典型值）。在進一步調節之后 模擬接收信號鏈以多通道4Msample / s 12bit SAR結束ADC和存儲器對其進行緩沖 以進行片外數字處理。

信號之間的同步和相位噪聲很重要。英飛凌表示：“雷達傳感器在范圍多普勒域中抑制靜態目標的能力代表了雷達傳感器系統抖動的典型品質因數。” “在使用Soli的情況下 靜態目標被抑制超過40dB。”

該芯片是由英飛凌在0.13μmBiCMOS中制成的。峰值功率從1.8V起小于400mW 通過占空比和其他技術將其降低到5mW 以進行狀態檢測。

ADI公司的貢獻是針對5G通信的24至30GHz mmW無線電的詳細信息。尤其是 一個2 x 8通道波束形成器 在3％EVM（誤差矢量幅度）和21dBm P1dB時具有12dBm /通道的線性輸出功率–使用45nm射頻絕緣體硅工藝在300mm晶圓上構建。

毫米波5G通訊需要波束形成器 因為使用定向通信來增加有限分配頻譜段中的帶寬。ADI公司展示了這些波束形成芯片中的16種 它們組合在一起以驅動8 x 16相控陣的雙極化元件。

需要校準以使任何兩個天線激勵之間的相位差小于5°。在這種情況下 需要執行兩個步驟：在工廠中 將增益和相位系數存儲在非易失性存儲器中的芯片上 然后使用來自陣列探針的反饋構造PCB之后 再進行依賴于信號鏈的更正表面–不需要遠場測量。

TI受邀談論兩個共享一個過程和構建塊的雷達芯片。

它采用倒裝芯片BGA封裝 并基于具有9個金屬層的45nm塊狀CMOS構建 一種設計用于成組用于76 – 81GHz FMCW汽車雷達 而第二種則添加了集成封裝的天線 并且打算單獨用于60GHz工業傳感。

晶體管已經過優化。TI在會議2.2中說：“毫米波CMOS電路設計的關鍵挑戰是 由于器件的Fmax低 因此每級的可用增益低。” “在金屬含量較低的情況下 優化指狀寬度和柵極歧管布線可降低柵極電阻 與第一代電路中使用的器件相比 Fmax降低25％。”

功能模塊包括FMCW合成器 該合成器在1MHz偏移時達到-95dBc / Hz的相位噪聲 并支持高達266MHz /μs的5GHz斜坡。TI表示：“在相同的斜坡帶寬下 較高的斜坡速率可實現更高的最大明確速度 而不會影響量程分辨率。”

為了集成天線 該公司使用了一種無模具的 未安裝的芯片級倒裝芯片封裝 其天線位于15 x 15mm BGA的頂部 而60GHz的管芯則位于其下方。發射和接收天線是背腔的E形貼片。TI說：“與基板集成的背面腔有助于抑制電磁場 并避免激發封裝中的基板模式。” 在天線附近使用“電磁帶隙”結構陣列 以提高隔離度以及輻射方向圖的均勻性。 責任編輯:tzh