Si CMOS 單芯片毫米波雷達(dá)傳感器技術(shù)研究獲進(jìn)展

　　Si CMOS 單芯片毫米波收發(fā)機(jī)技術(shù)是Si CMOS工藝進(jìn)入90nm尤其是65nm以后才興起的研究，到目前為止不過(guò)數(shù)年時(shí)間。Si CMOS 單芯片毫米波收發(fā)機(jī)技術(shù)極大地提高了毫米波系統(tǒng)的集成度和可靠性，全面提升毫米波系統(tǒng)的性能；同時(shí)極大地降低了系統(tǒng)物理尺寸，極大地降低了毫米波系統(tǒng)的成本及應(yīng)用技術(shù)要求，提高了毫米波系統(tǒng)的產(chǎn)能。這些特點(diǎn)將推動(dòng)毫米波技術(shù)在軍民兩個(gè)領(lǐng)域更大范圍的廣泛使用，推動(dòng)相關(guān)技術(shù)裝備的性能提升與換代。美國(guó)Dappa將Si CMOS 單芯片毫米波收發(fā)機(jī)技術(shù)列為2010-2015幾項(xiàng)取得突破的軍事基礎(chǔ)技術(shù)之一。

　　中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所研究員田彤及其課題組于2010年中開(kāi)始開(kāi)展有關(guān)技術(shù)的研究。經(jīng)過(guò)5年多的努力，目前取得突破性進(jìn)展。在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)幕A(chǔ)技術(shù)研究如Si襯底毫米波器件建模、低阻襯底效應(yīng)抑制、噪聲抑制等技術(shù)研究基礎(chǔ)上，采用Si CMOS研究設(shè)計(jì)了35Ghz單芯片毫米波雷達(dá)傳感器并流片成功。雷達(dá)傳感器采用連續(xù)調(diào)頻（FMCW）體制，片上包括35Ghz的FMCW信號(hào)源、收發(fā)鏈路、電源管理電路、SPI控制數(shù)據(jù)口、在線(xiàn)校準(zhǔn)以及中頻放大電路等，全部毫米波信號(hào)處理模塊在芯片上，對(duì)用戶(hù)透明。經(jīng)測(cè)試中心頻率35Ghz、chirp信號(hào)調(diào)頻帶寬1.4Ghz、自身功耗120mW。部分測(cè)試結(jié)果如圖。

　　從目前已經(jīng)發(fā)表的國(guó)際同領(lǐng)域研究結(jié)果綜合比較來(lái)看，該項(xiàng)研究目前處于國(guó)際第一梯隊(duì)，也是國(guó)內(nèi)首塊功能完整的Si CMOS 單芯片毫米波系統(tǒng)。目前課題組正在工業(yè)界資金支持下， 將研究工作向77GHz及98Ghz單芯片雷達(dá)傳感器以及5G通信系統(tǒng)前端芯片推進(jìn)。

　　田彤及其課題組在自籌部分資金的基礎(chǔ)上，在研發(fā)早期即積極尋求與工業(yè)界的合作。所幸得到工業(yè)界在研發(fā)資金方面的大力支持，探索了一條基礎(chǔ)研究-產(chǎn)業(yè)化一步走、學(xué)術(shù)價(jià)值與商業(yè)利益相互支持、相得益彰的模式，也為課題組后續(xù)的持續(xù)發(fā)展及新領(lǐng)域的探索、為中國(guó)微電子技術(shù)的發(fā)展提供了一條思路。

Si CMOS 單芯片毫米波雷達(dá)傳感器技術(shù)研究獲進(jìn)展