Infineon stellt Weltrekorde bei Hochfrequenz-Halbleitern auf: Herausragende Ergebnisse auf der IEEE International Solid-State Circuits Conference ISSCC 2002 in San Francisco präsentiert

06.02.2002 | Fachpresse

München, 6. Februar 2002 – Anlässlich der weltweit wichtigsten Halbleitertechnologiekonferenz, der IEEE International Solid-State Circuits Conference ISSCC 2002 (4. bis 6. Feb 2002, San Francisco), präsentierte Infineon Technologies mehrere Weltrekorde auf dem Gebiet der Hochfrequenz-Kommunikations-ICs. Neue Rekordmarken erreichten ein statischer 25-GHz-Frequenzteiler, ein 25-Gbit/s-Multiplexer und ein 51-GHz-VCO (Voltage Controlled Oscillator) in 0,12-µm-CMOS-Technologie sowie ein aktiver 45-GHz-Frequenz-Multiplizierer in SiGe-Technologie.

Alle nun erfolgreich abgeschlossenen Forschungsarbeiten wurden unter der Zielvorgabe gestartet, mit ausgefeilter Schaltungstechnik und modernsten Prozesstechnologien die bis dato geltenden Arbeitsfrequenz-Grenzen von CMOS in Richtung SiGe und von SiGe in Richtung GaAs zu verschieben. In Zukunft sollen dadurch in Hochgeschwindigkeits-Datenkommunikationssystemen teuere GaAs- oder InP-Chips durch kostengünstigere, kleinere, dabei aber zugleich höher integrierte und mit größerer Bandbreite arbeitende SiGe-Lösungen ersetzt werden. Und wo derzeit SiGe-Chips erforderlich sind, können bald kleinere und preiswerter zu fertigende Höchstfrequenz-Standard-CMOS-ICs eingesetzt werden. Erste konkrete Produkte, die auf diesen bahnbrechenden Forschungsergebnissen von Infineon basieren, werden bereits Anfang 2003 erwartet.

„Mit diesen herausragenden Ergebnissen präsentiert Infineon eindeutig seine Leistungsfähigkeit im weltweiten Halbleitermarkt“, meinte Dr. Sönke Mehrgardt, CTO und Vorstandsmitglied bei Infineon. „Mit unseren weltweit 30 F&E-Standorten und über 5.000 Mitarbeitern alleine in diesem Bereich haben wir die besten Voraussetzungen, ständig mit Innovationen aufwarten zu können.“

Statischer 25-GHz-Frequenzteiler und 25-Gbit/s-Multiplexer in 0,12-µm-CMOS-Technologie


Frequenzteiler sind wesentliche Grundelemente für die Frequenzsynthese sowie für die Takt- und Datenrückgewinnung innerhalb von Hochgeschwindigkeits-Datenkommunikationssystemen. Mit Daten-Multiplexern werden verschiedene serielle Datenströme zu einem einzigen hochfrequenten Datenstrom zusammengefasst. Diese Funktionen werden bislang wegen der erreichbaren höheren Geschwindigkeit bisher überwiegend in BiCMOS- oder III-V-Technologie realisiert. Aufgrund niedrigerer Produktionskosten, einer höheren Fertigungsausbeute sowie der höheren Dichte von MOS-Bauelementen sind CMOS-Implementierungen jedoch weit wirtschaftlicher. Ziel der Infineon-Forscher war darum der Entwurf von Schaltungen, die das Geschwindigkeitspotential der Standard-CMOS-Prozesse von Infineon mit 0,12-µm-Strukturfeinheit in vollem Umfang ausschöpfen. Die Ergebnisse dieser Bemühungen, nämlich eine maximale Betriebsfrequenz von 25 GHz für den statischen 2:1-Frequenzteiler und eine maximale Datenrate von 25 Gbit/s für den 2:1-Multiplexer, stellen Weltrekorde dar. Diese Rekord-Performance gibt der Integration schneller CMOS-Systeme eine neue Richtung.

Voll integrierter 51-GHz-VCO mit 1 V und 1 mW in Standard-CMOS-Technologie


Die Datenraten heutiger Datenkommunikations-Systeme liegen bei 40 Gbit/s. Angestrebt werden aber Werte von 80 Gbit/s und darüber. Höchste Datenraten lassen sich nur mit sehr teueren ICs auf Basis von Werkstoffen wie InP, GaAs oder SiGe erreichen. Gestützt auf Submicron-CMOS-Technologien wurden bereits kostengünstige, hochintegrierte ICs für Datenraten von bis zu 10 Gbit/s angekündigt. Forschern von Infineon ist es nun gelungen, eines hinsichtlich des Takt-Jitters und damit der Sende/Empfangs-Datenqualität kritischsten Elemente innerhalb eines Datenkommunikations-Systems, nämlich einen spannungsgesteuerten Oszillator (Voltage Controlled Oscillator; VCO) auf Basis eines kostengünstigen 0,12µm-Standard-CMOS-Prozesses von Infineon zu realisieren. Der Baustein mit auf dem Chip integrierter Spule arbeitet mit der CMOS-Rekordfrequenz von 51 GHz sowie mit der weltweit unerreicht niedrigen Leistungsaufnahme von 1 mW an einer Versorgungsspannung von 1 V. Diese Ergebnisse sind richtungsweisend für die Entwicklung von System-on-a-Chip-ICs in CMOS-Technologie mit noch höheren Datenraten.

Aktiver 45-GHz-Frequenz-Multiplizierer in SiGe-Technologie


Frequenz-Multiplizierer übernehmen in Kommunikationssystemen die Frequenzumwandlung. Mit 45 GHz erreicht der in den Infineon-Forschungslabors in München entwickelte aktive Frequenz-Vervierfacher in SiGe-Technologie die höchste Frequenz, von der bisher im Zusammenhang mit Silizium-Technologien berichtet wurde. Er stellt eine kostengünstige, leistungsfähige Alternative zu gängigen Frequenzvervielfachern in GaAs- und InP-Technologie dar. Auch die -3-dB-Bandbreite des Vervierfachers von 24 bis 45 GHz ist ein bisher unerreichter Wert. Die maximale Verstärkung von +7,3 dB wird bei 44 GHz erreicht.

Zu den künftigen Anwendungsgebieten dieses Multiplizierers mit Weltrekord-Leistungsdaten gehören drahtlose Breitband-Dienste wie etwa die amerikanischen Local Multipoint Distribution Systeme (LMDS) mit 28 und 38 GHz, die europäischen Microwave Video Distribution Systeme (MVDS) mit 42 GHz, die Satellitenkommunikation mit 40,5 GHz sowie Punkt-zu-Punkt-Mikrowellen-Telekommunikationssysteme und Richtfunksysteme mit Frequenzen von 24 bis 45 GHz.

Über Infineon


Infineon Technologies AG, München, bietet Halbleiter- und Systemlösungen für Anwendungen in der drahtgebundenen und mobilen Kommunikation, für Sicherheitssysteme und Chipkarten, für die Automobil- und Industrieelektronik, sowie Speicherbauelemente. Infineon ist weltweit tätig und steuert seine Aktivitäten in den USA aus San Jose, Kalifornien, im asiatisch-pazifischen Raum aus Singapur und in Japan aus Tokio. Mit weltweit rund 33.800 Mitarbeitern erzielte Infineon im Geschäftsjahr 2001 (Ende September) einen Umsatz von 5,67 Milliarden Euro. Das DAX-Unternehmen ist in Frankfurt und New York (NYSE) unter dem Symbol „IFX“ notiert. Weitere Informationen unter www.infineon.com.

Informationsnummer

INFXX200202.032e