成立未滿10年的Silicon Laboratories,在IC設計產業算是相當年輕的公司,不過該公司在技術上卻相當領先,尤其在手機用的射頻技術領域,該公司是少數能利用CMOS製程推出相關產品的廠商,而保持該公司強大競爭力的重要因素應該就是來自於企業文化,不因為創意、想法的前瞻就輕易放棄,反而透過不斷的努力、改正,讓構想變成可行的技術與實際的產品。

Silicon Labs.副總裁Ed Healy
Silicon Labs.副總裁Ed Healy

一般說來,目前手機內部的晶片分成射頻與基頻兩大區塊,基頻晶片主要是負責訊號的數位運算與處理,而射頻部分則負責將數位訊號轉換成高頻率的電磁波傳送出去,或是接收電磁波轉換成低頻的數位訊號供基頻晶片處理。過去,矽材料的CMOS製程由於先天上的物理限制,以該技術製成的射頻元件,難以達到射頻晶片要求的震盪頻率,所以該類元件多以特殊製程或化合物半導體材料製造,不僅技術較為困難、成本也高。

Silicon Labs.成立初期就以類比、混合訊號為技術核心,該公司副總裁Ed Healy表示,在幾年之前沒有人相信可以將射頻元件利用CMOS製程來生產,然而該公司在內部提出這個想法後,積極投入研發,進而推出了全球第一款CMOS射頻收發器。至於難度更高的功率放大器元件,開發時間更是長達4年,由不輕易放棄的信念,終於在日前正式發表全球第一顆CMOS製程的射頻功率放大器單晶片。

Ed Healy進一步指出,該款功率放大器整合收發器到天線開關模組(Antenna Switch Module;ASM)之間的所有功能,包括功率控制電路、過熱和負載不匹配保護功能、諧波濾除以及輸出入匹配電路,可以節省超過七成的電路板面積和零件數目,採用台積電0.35微米CMOS製程製造。至於未來是否可能進一步將其收發器與功率放大器整合成一射頻單晶片,Ed Healy強調,基本上的方向是如此,但目前兩款產品的製程不同,類比電路的整合難度也較高,從設計到製造階段,包括電晶體到整個系統層級都要考慮進去,還需要一段相當長的研發時間。

Silicon Labs.的功率放大器採用的是新型的非線性架構,因此該公司也針對此申請了超過20個專利,在CMOS射頻技術領域更累積了超過75項專利。目前該款產品的樣品全球已經有超過40家手機製造商在測試當中;台灣也有四家廠商進行樣品測試,其中三家已經完成測試報告。產品預計今年第三季正式量產,以六到九個月的設計週期估計,搭載該款功率放大器的終端產品,將在明年正式問世。該產品符合GPRS Class 12標準,並支援GPRS多槽(Multi-slot)應用,下一代產品將鎖定在EDGE規格,3G規格的產品不是近期該公司發展的重心。