RF MEMS和RF SOI技术是什么？谁才是未来射频技术的霸主？

　　RF MEMS是什么？

　　所谓RF MEMS是用MEMS技术 加工的RF产品。RF-MEMS技 术可望实现和MMIC的高度 集成，使制作集信息的采 集、处理、传输、处理和 执行于一体的系统集成芯 片（SOC）成为可能。按微 电子技术的理念，不仅可 以进行圆片级生产、产品 批量化，而且具有价格便 宜、体积小、重量轻、可 靠性高等优点。 RF MEMS器件主要可以 分为两大类：一类称为无 源MEMS，其结构无可动零 件；另一类称为有源 MEMS，有可动结构，在电 应力作用下，可动零件会 发生形变或移动。其关键 加工技术分为四大类：平 面加工技术、体硅腐蚀技 术、固相键合技术、LIGA 技术。

　　射频微机电系统（RF MEMS） 是MEMS技术的重要应用领域之一，也是二十世纪九十年代以来MEMS领域的研究热点。RFMEMS用于射频和微波频率电路中的信号处理，是一项将能对现有雷达和通讯中射频结构产生重大影响的技术。随着信息时代的来临，在无线通信领域，特别是在移动通信和卫星通信领域，正迫切需要一些低功耗、超小型化且能与信号处理电路集成的平面结构的新型器件，并希望能覆盖包括微波、毫米波和亚毫米波在内的宽频波段。而目前的通讯系统中仍有大量不可或缺的片外分立元件，例如电感、可变电容、滤波器、耦合器、移相器、开关阵列等，成为限制系统尺寸进一步缩小的瓶颈。RF MEMS技术的出现有望解决这个难题。采用RF MEMS技术制造的无源器件能够直接和有源电路集成在同一芯片内，实现射频系统的片内高集成，消除由分立元件带来的寄生损耗，真正做到系统的高内聚，低耦合，能显著提高系统的性能。

　　那RF SOI较RF MEMS的优点是什么？

　　首先，RF SOI工艺可工作频率很高，Ft/Fmax满足毫米波工作频率3至5倍的要求；RF SOI可以实现器件堆叠（device stacking），从而同时提高了功率与能效比；再次，RF SOI工艺采用的衬底降低了寄生效应，这样制造出来的射频芯片品质因数更高、损耗更低、噪声系数更好，同时这种衬底也提高了产品的绝缘水平与线性度；第四，RF SOI可以集成逻辑与控制功能，这是GaAs工艺无法做到的，所以GaAs器件在应用当中需要再搭配一颗控制芯片，采用RF SOI工艺就可以把PA和控制功能集成到一颗芯片上，在降低成本的同时又节省了宝贵的PCB面积；最后RF-SOI具备后栅偏压可调（Back-gate bias）功能，利用该功能可微调毫米波射频线路以适应使用需求。

　　在回顾了中国智能手机产业的发展历程后，新傲科技的总经理王庆宇指出随着智能手机数量的增长，对RF－SOI的需求也迅猛增加，这对中国发展RF－SOI带来了很难得的机会，但也有许多挑战。

　　这两种技术到底谁更适合未来？

　　RF器件和制造工艺市场正在升温，这种态势对于智能手机中使用的两个关键组件 - 射频开关器件和天线调谐器尤为明显。

　　射频器件制造商及其代工合作伙伴继续推出基于RF SOI工艺技术的传统射频开关芯片和调谐器，用于当今的4G无线网络。最近，GlobalFoundries为未来的5G网络推出了45nm RF SOI工艺。RF SOI是绝缘体上硅（SOI）技术的RF版本，该工艺利用了内置隔离衬底的高电阻率特性。

　　为了改变市场格局，一家无晶圆厂IC设计公司Cavendish KineTIcs正在推出基于替代工艺RF MEMS的新一代RF产品和天线调谐器。

　　RF开关和调谐器是手机RF前端模块中的两个关键组件。RF前端集成了系统的发送/接收功能，其中，RF开关对无线信号进行路由，调谐器帮助把天线调整匹配到任何频段上。

　　即便不考虑RF设备和工艺类型的变革，当今RF市场的挑战也足以令人望而生畏。Cavendish KineTIcs公司总裁兼首席执行官Paul Dal Santo表示："几年前，RF还是一项相当简单的设计，但是现在，事情已经发生了大大的改变。首先，您的射频前端必须处理范围非常广泛的频带，从600MHz一直延伸到3GHz。随着更加先进的5G技术的到来，频段将进一步上延，达到5GHz至60GHz。这给前端RF设计师带来了一些难以置信的挑战。"

　　手机OEM厂商必须正面这种挑战，做出权衡，考虑选择新的组件。具体来说，对于RF开关和天线调谐器而言，可以归结为两种技术 - 基于RF SOI工艺和RF MEMS工艺的器件。

　　RF SOI是现在服役的制造工艺。基于RF SOI工艺的器件可以满足当下的要求，但它们开始遇到一些技术问题。除此之外，市场还存在价格压力，随着器件从200mm迁移到300mm晶圆，也会引发一些问题。

相比之下，RF MEMS具有一些有趣的特性，并在某些领域取得了进展。事实上，Cavendish KineTIcs公司表示，其基于RF MEMS工艺的MEMS天线调谐器正在被三星和其他OEM使