imec 的 300 毫米射頻硅中介平臺在基于芯片 let 的異構集成中展示了高達 325GHz 的創(chuàng )紀錄低插入損耗

在 IEEE ECTC 2025 會(huì )議上，imec 強調了其 300 毫米射頻硅中介平臺的卓越性能和靈活性。該平臺能夠將射頻至亞太赫茲 CMOS 和 III/V 芯片在單個(gè)載體上無(wú)縫集成，在高達 325GHz 的頻率下實(shí)現了創(chuàng )紀錄的低插入損耗，僅為 0.73dB/mm。這一進(jìn)步為緊湊、低損耗和可擴展的下一代射頻和混合信號系統鋪平了道路。為了追求先進(jìn)應用——從無(wú)線(xiàn)數據中心和高分辨率汽車(chē)雷達到可插拔的光收發(fā)器和超高速無(wú)線(xiàn) USB 解決方案，用于短距離設備間通信——行業(yè)勢頭正迅速轉向毫米波（30-100GHz）和亞太赫茲（100-300GHz）頻段。

然而，要解鎖這些更高頻率的潛力，需要將 III/V 材料的輸出功率和驅動(dòng)能力與 CMOS 技術(shù)的可擴展性和成本效益相結合——所有這些都集成在一個(gè)單一載體上。這就是基于射頻硅橋接技術(shù)的芯片級異構系統發(fā)揮作用的地方——實(shí)現數字和射頻組件的無(wú)縫集成。一款 300 毫米射頻硅橋接器，在 325GHz 時(shí)具有創(chuàng )紀錄的低插入損耗 0.73dB/mm去年在 IEDM 上，imec 報告了在 300 毫米射頻硅橋接器上對 InP 芯片級異構集成取得突破——頻率高達 140GHz。

現在在 ECTC 2025 上，imec 宣布了一個(gè)新的里程碑：使用相同的硅橋接器平臺，它已演示出在高達 325GHz 的頻率下具有創(chuàng )紀錄的低插入損耗 0.73dB/mm。  “我們的方法與眾不同之處在于能夠混合搭配數字、射頻至亞太赫茲 CMOS 技術(shù)節點(diǎn)與各種 III/V 芯片級——不僅限于 InP，還包括 SiGe、GaAs 等，” imec 的技術(shù)專(zhuān)家 Xiao Sun 說(shuō)。

該平臺的數字互連受益于銅沉積后端工藝（BEOL），而毫米波信號路徑則采用低損耗射頻聚合物層上的傳輸線(xiàn)。此外，高質(zhì)量的被動(dòng)元件——如電感器——直接集成在射頻硅橋接器上，減少了主動(dòng)芯片面積，降低了成本，并確保了緊湊、低損耗的射頻互連，從而提高了性能。Imec 的技術(shù)結合了射頻/微波鏈路（線(xiàn)寬和間距均為 5μm），與高密度數字互連（線(xiàn)寬和間距均為 1μm/1μm），以及 40μm 的精細倒裝芯片間距——目前正努力將其縮小到 20μm。這些特性共同實(shí)現了高集成密度和緊湊的占地面積。

未來(lái)計劃：

向合作伙伴開(kāi)放平臺進(jìn)行原型設計作為下一步，肖 Sun 和她的團隊正在準備為該平臺增加更多功能——包括硅通孔、背面重分布層和用于電源去耦的 MIMCAP。同時(shí)，imec 正準備將其射頻中介層研發(fā)平臺向合作伙伴開(kāi)放，用于早期評估、系統驗證和原型制作——例如通過(guò)使其在歐盟芯片法案的一部分、imec 的亞 2 納米試點(diǎn)線(xiàn) NanoIC 上可訪(fǎng)問(wèn)。