瑞薩科技 (Renesas Technology) 發表高效能的 HA31010 2.4 GHz/5 GHz 雙頻 SiGe MMIC*1 (矽鍺微波單晶積體電路)，可做為無線區域網路終端傳輸功率放大用的功率放大器。日本地區將於 2006 年 6 月起提供樣品。
近年來，隨著結合無線區域網路功能的筆記型電腦、可攜式遊戲機及數位影音設備急速增加，隨時隨地進行高速無線通訊已成為即將實現的夢想。而由於通訊速度及資料量的增加，使得支援兩種頻段 — 2.4 GHz (IEEE802.11b 和 IEEE802.11g) 以及 5 GHz (IEEE802.11a) 的雙頻/三模式 (IEEE802.11a/b/g) 系統，已成為無線區域網路終端設備的主流。此外，2006 年 1 月由 IEEE 核准通過的下世代高速無線區域網路標準草案 IEEE802.11n*2，已具備引進 MIMO*4 (多重輸入多重輸出) 技術的特性，可利用數個天線提高通訊速率。因此，現在所需要的功率放大器 MMIC，要能提供雙頻段能力，及使用更小的架置面積，降低電流損耗，以製造更小、更低功率的無線區域網路終端發送機。
瑞薩科技在 2005 年進入無線區域網路市場，當時推出 SiGe MMIC 系列，提供高集積度及低價、高效能的特性，並發表 HA31005 5 GHz 頻段功率放大 MMIC。現在，為滿足上述需求，瑞薩科技推出了效能更高、支援 2.4 GHz/5 GHz 雙頻作業的 HA31010 功率放大 MMIC。
HA31010 的主要功能如下：
(1)2.4 GHz/5 GHz 雙頻作業
為提供雙頻作業功能，此單晶片將結合一個支援 IEEE802.11b/g*2 無線區域網路標準的 2.4 GHz 頻段放大電路 (amplifier circuit)，以及一個支援 IEEE802.11a*2 無線區域網路標準的 5 GHz 頻段放大電路。與使用兩個單獨的瑞薩科技 2.4 GHz 和 5 GHz SiGe MMIC 相比，此一技術的架置面積減少近 40%。
(2)高增益及低電流耗損
HA31010 具備高增益特性，除提供 SiGe MMIC 業界最低的電流耗損 (current dissipation) 外，2.4 GHz 頻段應用的功率增益為 28 dB、電流耗損為 130 mA，而 5 GHz 頻段應用的功率增益為 24 dB、電流耗損為 160 mA。
(3)單晶片 (on-chip) 交換電路
HA31010 透過容易使用的矽鍺 - 互補金屬氧化半導體 (SiGe-CMOS) 製程*3，納入採用金屬氧化半導體場效電晶體 (MOSFET) 的交換電路。因此無需新增外部的交換裝置，就可以輕鬆執行 2.4 GHz/5 GHz 頻段放大電路的交換及發送/接收交換作業。此外，其待機電流低至 0.1 μA 或更低，可降低功率耗損。
(4)單晶片輸出功率偵測電路 (detector circuit)
主動執行低功率消耗的無線區域網路裝置，需要能自動控制輸出功率，以便在執行通訊作業時，將必要的輸出功率降至最低。HA31010 內含一個可做為此一功能感測器的輸出功率偵測電路，能減少零件的數量，並縮小架置板的面積。
< 其他產品資料 >
(1)HA31010 的特性
•2.4 GHz 頻段及 5 GHz 頻段放大電路同時整合在單晶片上，以更小的面積提供 2.4 GHz/5 GHz 雙頻支援。
•使用超細線 (ultrafine) SiGe-CMOS 製程，具備高集積度、最佳化的電晶體模式和電路塊 (circuit block) 佈局，能降低寄生電容及寄生電感 (parasitic inductance)*5；而寄生電容和電感會減低高頻特性。因此在 2.4 GHz 頻段時，可達 28 dB 功率增益、79 mW (+19 dBm) 輸出功率及 EVM*6 為 4%、且電流耗損為 130 mA (電源電壓 3.3 V)；在 5.2 GHz 頻段時，24 dB功率增益、63 mW (+18 dBm) 輸出功率及 EVM 為 4%、且電流耗損為 160 mA (電源電壓 3.3 V)。
•採用金屬氧化半導體場效電晶體 (MOSFET) 的交換電路單晶片，可開/關兩個頻段放大電路，以簡化頻段交換及發送/接收交換作業的設計。
•此封裝採用小型表面黏 24-pin WQFN0404 (瑞薩科技產品編號)、尺寸為 4.0 mm × 4.0 mm × 0.8 mm。
(2) 完全無鉛封裝
•HA31010 採用對 IC 晶粒接合可靠性及傳導性最有助益的銀膠 (silver paste) 材料，以及封裝電級電鍍用的錫-鉍 (Sn-Bi, stannum-bismuth)，以實施完全無鉛的封裝。
< 註釋 >
1.SiGe MMIC：一種結合矽鍺 (SiGe) 電晶體以及電阻和電容等被動元件的積體電路
• 矽鍺 (SiGe) 電晶體具備優異的高頻特性，它使用矽鍺異質結構雙極電晶體(heterojunction bipolar transistor, HBT) 製程技術，並在矽雙極電晶體的基極區 (base region) 加入鍺。
• MMIC：微波單晶積體電路 (monolithic microwave integrated circuit)
2.IEEE802.11a/b/g/n：由美國電子電機工程師協會 (Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE) 無線區域網路工作小組 802.11 所制訂的通訊規格。IEEE802.11a 為 5 GHz 頻段的標準，IEEE802.11b 和 IEEE802.11g 為 2.4 GHz 頻段標準。此外，IEEE 目前正在規劃 100 Mbps 及其以上執行速度的 IEEE802.11n 標準，而 MIMO (多重輸入多重輸出) 可用在高速技術領域。
3.SiGe-CMOS 製程：HA31010 採用矽鍺 - 互補金屬氧化半導體 (SiGe-CMOS) 製程，方法是在 SiGe HBT 製程中加入 CMOS 製程，俾以應用在高頻放大器中。除提供高集積度外，由於此製程可納入金屬氧化半導體場效電晶體 (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors, MOSFETs) 等元件，因而更容易應用。
4.MIMO (Multiple Input Multiple Output, 多重輸入多重輸出)：此為無線通訊領域的空間多工 (spatial multiplexing) 技術，它利用數個天線來執行每一次的訊號傳輸與接收
5.Parasitic inductance (寄生電感)：導線中自然存在的成分，會阻止電流變動，其值大約與導線長度成正比。在 1 GHz 以上的頻段，寄生電感會大幅影響功率損失，並降低高頻放大器的增益，因此必須儘可能減低。
6.EVM (Error Vector Magnitude, 誤差向量幅度)：用以代表 QAM 調變訊號精確度的係數
• QAM (Quadrature Amplitude Modulation, 正交調幅) 是一種數位調變方法。
• 在 IEEE802.11a 及 IEEE802.11g 中，64QAM (64-value 正交調幅) 用於主調變，而 OFDM (正交分頻多工) 調變法 (速率 54 Mbps) 則用於次調變，以提供高速傳輸。
• OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 正交分頻多工) 是用於陸地數位廣播等領域的調變方法。
< 典型的應用 >
• 無線區域網路終端設備：2.4 GHz/5 GHz (符合EE802.11a/b/g 標準)
關於瑞薩科技
瑞薩科技為全球半導體系統解決方案的領導廠商之一，其業務範圍囊括行動電話、汽車工業和 PC/AV (影音設備)市場，更是全球第一的微控制器供應商。瑞薩也是LCD驅動器IC、智慧卡微控制器、RF-IC、高功率放大器、混合訊號IC、系統晶片 (SoC)、系統封裝 (SiP) 等產品的領導者。瑞薩科技成立於2003年，是日立製造所（TSE:6501, NYSE:HIT）和三菱電機公司（TSE:6503）所合資的公司；於2004年會計年度（2005年3月止），合併營收達一兆零二十四億日圓。瑞薩科技總部設於日本東京，並在全球二十餘國設有製造、設計和銷售營運的網路，員工數達26,000名。如需更多資訊，請參閱網站 http://www.tw.renesas.com
近年來，隨著結合無線區域網路功能的筆記型電腦、可攜式遊戲機及數位影音設備急速增加，隨時隨地進行高速無線通訊已成為即將實現的夢想。而由於通訊速度及資料量的增加，使得支援兩種頻段 — 2.4 GHz (IEEE802.11b 和 IEEE802.11g) 以及 5 GHz (IEEE802.11a) 的雙頻/三模式 (IEEE802.11a/b/g) 系統，已成為無線區域網路終端設備的主流。此外，2006 年 1 月由 IEEE 核准通過的下世代高速無線區域網路標準草案 IEEE802.11n*2，已具備引進 MIMO*4 (多重輸入多重輸出) 技術的特性，可利用數個天線提高通訊速率。因此，現在所需要的功率放大器 MMIC，要能提供雙頻段能力，及使用更小的架置面積，降低電流損耗，以製造更小、更低功率的無線區域網路終端發送機。
瑞薩科技在 2005 年進入無線區域網路市場，當時推出 SiGe MMIC 系列，提供高集積度及低價、高效能的特性，並發表 HA31005 5 GHz 頻段功率放大 MMIC。現在，為滿足上述需求，瑞薩科技推出了效能更高、支援 2.4 GHz/5 GHz 雙頻作業的 HA31010 功率放大 MMIC。
HA31010 的主要功能如下：
(1)2.4 GHz/5 GHz 雙頻作業
為提供雙頻作業功能，此單晶片將結合一個支援 IEEE802.11b/g*2 無線區域網路標準的 2.4 GHz 頻段放大電路 (amplifier circuit)，以及一個支援 IEEE802.11a*2 無線區域網路標準的 5 GHz 頻段放大電路。與使用兩個單獨的瑞薩科技 2.4 GHz 和 5 GHz SiGe MMIC 相比，此一技術的架置面積減少近 40%。
(2)高增益及低電流耗損
HA31010 具備高增益特性，除提供 SiGe MMIC 業界最低的電流耗損 (current dissipation) 外，2.4 GHz 頻段應用的功率增益為 28 dB、電流耗損為 130 mA，而 5 GHz 頻段應用的功率增益為 24 dB、電流耗損為 160 mA。
(3)單晶片 (on-chip) 交換電路
HA31010 透過容易使用的矽鍺 - 互補金屬氧化半導體 (SiGe-CMOS) 製程*3，納入採用金屬氧化半導體場效電晶體 (MOSFET) 的交換電路。因此無需新增外部的交換裝置，就可以輕鬆執行 2.4 GHz/5 GHz 頻段放大電路的交換及發送/接收交換作業。此外，其待機電流低至 0.1 μA 或更低，可降低功率耗損。
(4)單晶片輸出功率偵測電路 (detector circuit)
主動執行低功率消耗的無線區域網路裝置，需要能自動控制輸出功率，以便在執行通訊作業時，將必要的輸出功率降至最低。HA31010 內含一個可做為此一功能感測器的輸出功率偵測電路，能減少零件的數量，並縮小架置板的面積。
< 其他產品資料 >
(1)HA31010 的特性
•2.4 GHz 頻段及 5 GHz 頻段放大電路同時整合在單晶片上，以更小的面積提供 2.4 GHz/5 GHz 雙頻支援。
•使用超細線 (ultrafine) SiGe-CMOS 製程，具備高集積度、最佳化的電晶體模式和電路塊 (circuit block) 佈局，能降低寄生電容及寄生電感 (parasitic inductance)*5；而寄生電容和電感會減低高頻特性。因此在 2.4 GHz 頻段時，可達 28 dB 功率增益、79 mW (+19 dBm) 輸出功率及 EVM*6 為 4%、且電流耗損為 130 mA (電源電壓 3.3 V)；在 5.2 GHz 頻段時，24 dB功率增益、63 mW (+18 dBm) 輸出功率及 EVM 為 4%、且電流耗損為 160 mA (電源電壓 3.3 V)。
•採用金屬氧化半導體場效電晶體 (MOSFET) 的交換電路單晶片，可開/關兩個頻段放大電路，以簡化頻段交換及發送/接收交換作業的設計。
•此封裝採用小型表面黏 24-pin WQFN0404 (瑞薩科技產品編號)、尺寸為 4.0 mm × 4.0 mm × 0.8 mm。
(2) 完全無鉛封裝
•HA31010 採用對 IC 晶粒接合可靠性及傳導性最有助益的銀膠 (silver paste) 材料，以及封裝電級電鍍用的錫-鉍 (Sn-Bi, stannum-bismuth)，以實施完全無鉛的封裝。
< 註釋 >
1.SiGe MMIC：一種結合矽鍺 (SiGe) 電晶體以及電阻和電容等被動元件的積體電路
• 矽鍺 (SiGe) 電晶體具備優異的高頻特性，它使用矽鍺異質結構雙極電晶體(heterojunction bipolar transistor, HBT) 製程技術，並在矽雙極電晶體的基極區 (base region) 加入鍺。
• MMIC：微波單晶積體電路 (monolithic microwave integrated circuit)
2.IEEE802.11a/b/g/n：由美國電子電機工程師協會 (Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE) 無線區域網路工作小組 802.11 所制訂的通訊規格。IEEE802.11a 為 5 GHz 頻段的標準，IEEE802.11b 和 IEEE802.11g 為 2.4 GHz 頻段標準。此外，IEEE 目前正在規劃 100 Mbps 及其以上執行速度的 IEEE802.11n 標準，而 MIMO (多重輸入多重輸出) 可用在高速技術領域。
3.SiGe-CMOS 製程：HA31010 採用矽鍺 - 互補金屬氧化半導體 (SiGe-CMOS) 製程，方法是在 SiGe HBT 製程中加入 CMOS 製程，俾以應用在高頻放大器中。除提供高集積度外，由於此製程可納入金屬氧化半導體場效電晶體 (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors, MOSFETs) 等元件，因而更容易應用。
4.MIMO (Multiple Input Multiple Output, 多重輸入多重輸出)：此為無線通訊領域的空間多工 (spatial multiplexing) 技術，它利用數個天線來執行每一次的訊號傳輸與接收
5.Parasitic inductance (寄生電感)：導線中自然存在的成分，會阻止電流變動，其值大約與導線長度成正比。在 1 GHz 以上的頻段，寄生電感會大幅影響功率損失，並降低高頻放大器的增益，因此必須儘可能減低。
6.EVM (Error Vector Magnitude, 誤差向量幅度)：用以代表 QAM 調變訊號精確度的係數
• QAM (Quadrature Amplitude Modulation, 正交調幅) 是一種數位調變方法。
• 在 IEEE802.11a 及 IEEE802.11g 中，64QAM (64-value 正交調幅) 用於主調變，而 OFDM (正交分頻多工) 調變法 (速率 54 Mbps) 則用於次調變，以提供高速傳輸。
• OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 正交分頻多工) 是用於陸地數位廣播等領域的調變方法。
< 典型的應用 >
• 無線區域網路終端設備：2.4 GHz/5 GHz (符合EE802.11a/b/g 標準)
關於瑞薩科技
瑞薩科技為全球半導體系統解決方案的領導廠商之一，其業務範圍囊括行動電話、汽車工業和 PC/AV (影音設備)市場，更是全球第一的微控制器供應商。瑞薩也是LCD驅動器IC、智慧卡微控制器、RF-IC、高功率放大器、混合訊號IC、系統晶片 (SoC)、系統封裝 (SiP) 等產品的領導者。瑞薩科技成立於2003年，是日立製造所（TSE:6501, NYSE:HIT）和三菱電機公司（TSE:6503）所合資的公司；於2004年會計年度（2005年3月止），合併營收達一兆零二十四億日圓。瑞薩科技總部設於日本東京，並在全球二十餘國設有製造、設計和銷售營運的網路，員工數達26,000名。如需更多資訊，請參閱網站 http://www.tw.renesas.com
