由于快速的电子迁移率特别适合于高频高速信号的处理，目前大部分手机中的()都采用来制造。不过这种材料居高不下的成本也一直为业界所诟病。最理想的办法是在12英寸晶圆上采用工艺来大规模量产这种射频前端器件，而研究人员也已在实现这一目标方面投入了大量工作，但时至今日在高频高速性能的PA领域仍然还没有其他可量产的工艺可与GaAs相媲美。

不过来自法国的ACCO半导体却在不久前宣布，他们已经找到了通往上述目标的方法。ACCO创始人兼首席技术官Denis Masliah表示，他们利用CMOS硅工艺制造的PA有望在2009年进入手机应用。他宣称，CMOS击穿问题一直都是阻碍上述进程的{zd0}障碍，而由其开发的MASMOS工艺可以解决目前RF所用的从180nm到65nm所有CMOS技术的击穿问题，MASMOS具有相当于GaAs器件的增益能力，击穿电压14V以上，并可从90nm升级到65nm甚至45nm，适合于任何代工厂，可在绝缘硅(SOI)上实现(详见本刊9B)。

Intel也披露了其在实现CMOS PA方面的{zx1}进展。Intel技术与制造部器件研究总监Mike Mayberry在他最近发表的官方博客上声称，研究人员已经在这个夏天利用InSb和InGaAs两种材料在硅基材料上得到了与GaAs器件性能同等优秀的PA。

由Mayberry参与的这项研究首先在硅基材料上生长了一个缓冲层来避免在其上直接生长GaAs薄膜时截面中出现的波纹线(有可能导致器件在工作时发生短路)，然后利用激光分子束外延技术逐一将多层InSb或InGaAs原子沉积起来形成PA。Mayberry还提供了耗尽型器件工作频率同功耗之间的关系曲线，指出其性能远远超过同尺寸的硅器件。他将这个研究成果称为一个“里程碑式”的发现。

“300mm硅晶半导体已经进入大规模量产，而GaAs工艺还停留在150mm晶圆时代，这不利于成本的降低。”Mayberry表示，“这种现象导致复合半导体仍然只能应用在一些小规模量产的场合。”他透露，为了扩大量产规模，Intel正尝试在300mm硅基材料上构建复合材料半导体。

Mayberry承认，目前{zd0}的困难是规模化量产。他指出，在通往最终目标的道路上，至少还需要解决五项挑战，它们是：如何在硅基材上构建化合物半导体，如GaAs、InSb；如何找到适当的高K门介电材料；如何构建一个可同已有的NMOS器件一同工作的PMOS器件(用以节电)；如何构建增强性器件；以及如何让使用这些技术的器件尽可能小从而帮助其最终与其他硅电路集成在一起。

除了进行内部研究外，Intel正在同一些大学进行合作，以便解决上述进程中需要克服的几项挑战。Mayberry也表示，上述挑战很可能将在接下来的十年中被一一克服，届时生产PA的150mm GaAs晶圆有可能最终被300mm的硅晶圆替代。

有关硅材将会代替GaAs的争论在过去的几年里一直甚嚣尘上。不过无论Triquint、RFMD还是Anadigics，这些致力于GaAs生产的主要供应商都不看好硅基材料在手机PA方面的作为。Anadigics副总裁兼CTO黄清亮就指出，ACCO的承诺能否xx仍然需要观察。“硅基材料的支持者们一直都在号称有办法让手机PA从GaAs全面转向CMOS工艺，但他们总是遇到或多或少无法预料的问题。直到现在，无论硅还是硅锗的PA在手机上的应用还是少之又少。”

新款Chocolate手机采用的双频CDMA PA模块。

“有一个误解必须要澄清。人们总是认为GaAs工艺的成本比较高，但事实并非如此。”黄清亮表示，“虽然购买一片6寸GaAs晶圆需要美金500左右，而8英寸硅晶圆的成本还不到50美金。但是我们可以利用一片6英寸GaAs晶圆上生产5000～1万片PA，单个芯片的成本并没有想象的那么高。”

12英寸的CMOS工艺已经进入大规模量产，但目前{zxj}的GaAs晶圆厂依然停留在6英寸时代。Mayberry认为这阻碍了高性能PA进入各种应用的道路，从而使其最终被经济性更高的CMOS所取代。然而黄清亮却认为，问题的重点并不在此，因为GaAs同样可以采用8英寸晶圆来制造。

“之所以没有这么做的原因是由于尺寸增加所带来的成本效益对于PA产品来说并不明显。”黄清亮解释道，“6英寸硅晶圆可以生产的芯片有限(也许只有50片)，8英寸晶圆面积比原来增加1.78倍，除了新增尺寸外，边料利用率的提高也会增加产出。如前所述，6英寸GaAs晶圆的产出大约为5,000～10,000片PA，另外即使转到8英寸生产线，产量也只会提高到8,000～15,000片，两者差别并不是很大。”

目前市场上已有硅、硅锗以及GaAs三种材料的PA可供选择。黄清亮表示，与硅相比，GaAs{zd0}的不同在于电子迁移率，其速度约为前者的2～6倍，从而在处理高速高频信号时高出一筹。至于硅锗，从本质来讲仍然属于硅基材料的范畴。“尽管它具有GaAs的一些优点，比如同样可以实现比普通双极晶体管异质性能更好的结双极晶体管(Hetero-junction Bipolar Transistor，HBT)，但是在电子速度上硅锗还无法同GaAs相比。”他说。

GaAs的竞争者当然不止硅基材料，对其未来构成威胁的还有被称为第三代半导体材料。ABI Research的无线基础设施研究主任Lance Wilson指出，尽管在设计、可靠性以及制造方便性方面还存在一些问题，但是采用GaN材料的开关放大器技术已经“露出曙光”。他认为GaN可能将在2011年后对LDMOS芯片的主导地位带来严峻威胁。

不过，黄清亮对此并不担心。他表示，除了GaN技术尚待成熟之外，GaN与GaAs的应用方向也不尽相同。“GaN目前的进展与3、4年前的GaAs比较相似，其晶圆{zd0}尺寸还只有4英寸，技术上来讲也不是非常成熟。”黄清亮表示，“GaN的击穿电压较GaAs高出很多，因此非常适合28V/35V左右的基站应用。但是要进入对成本要求较高的手机应用，还不是非常现实。”

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