近日，安其威微電子（Archiwave）憑借其在硅工藝微波集成電路設計領域深厚的技術積累，成功研制出國內首款單片集成相控陣T/R芯片ARW9621。該款產品集中運用了多項領先的創(chuàng)新技術，滿足了相控陣雷達天線系統小型化和低成本的多項要求，向相控陣T/R組件的單芯片化實現跨出了里程碑的一步。據悉，該芯片已經通過高低溫性能指標和質量檢驗，用戶正在做系統測試。

圖1 工程師指尖上的全集成TR裸芯片尺寸約5x5平方毫米

芯片功能和優(yōu)勢

圖2. S波段硅工藝全集成相控陣T/R芯片功能框圖

圖3 芯片評估板

安其威微電子推出的首款單片全集成T/R芯片ARW9621工作在S波段，采用QFN8X8封裝。單顆芯片上集成了多個高性能射頻模塊，實現了傳統T/R組件模塊的全部功能，其主要優(yōu)勢體現在以下多個方面：

集成了平衡式功率放大器。平衡式結構有效解決了負載牽引效應，在天線駐波比3:1的情況下仍然能有效實現1W的功率輸出；

集成了吸收式限幅器和低噪聲放大器，有效提高了T/R芯片的抗燒毀能力，用低成本硅工藝實現可集成吸收式限幅器是安其威團隊的革命性創(chuàng)新之一。

集成了諧波抑制濾波器。將發(fā)射通道的二次諧波抑制能力提升到60dBc；

集成了2W低插損射頻開關。在實現收發(fā)切換的同時把對接收通道噪聲和發(fā)射通道輸出功率的影響降到了最低；

集成了高精度的360°，6位移相器，移相精度小于3.5°，幅度均衡小于±0.5dB。集成了6位數控衰減器，單位步進0.5dB, 精度優(yōu)于±0.2dB，附加相移小于±4°；

集成了電源調制模塊。芯片研發(fā)團隊創(chuàng)新性地提出了片上高速電源調制技術，并將其成功應用到全集成T/R芯片中，在單電源3.3V條件下，將收發(fā)通道切換時間縮短到200ns以內；

集成了SPI和波控接口、BIT自檢多個功能模塊，充分發(fā)揮了硅基工藝集成度高這一優(yōu)勢，可以實時地對芯片發(fā)射輸出功率、芯片溫度、邏輯控制狀態(tài)等關鍵參數進行監(jiān)控。

應用和價值

微波T/R組件是有源陣列天線的基本組成單元，在綜合射頻系統、5G毫米波通信和相控陣雷達領域具有廣泛的應用。過去的實現方式一直停留在組件的方式，即采用多個砷化鎵微波芯片，一個數字控制芯片和多個片外元器件搭建的模組，面積大，體量重，成本高。打個比方，組件搭建的相控陣天線就像老式的顯像管電視，是個”胖大叔”，體積笨重；而芯片貼片式雷達就像現在的LCD電視屏，又輕又薄，是個“高富帥”。利用成本低廉的硅工藝實現單片T/R芯片，是實現系統小型化和低成本必要途徑，是現代T/R組件的重要發(fā)展方向。

圖4 反無人機安防雷達的應用場景

安其威微電子推出的首款單片全集成T/R芯片ARW9621主要面向反無人機的安防雷達，也可以應用于軍用小型多功能雷達，是一款真正的軍民融合的芯片。為了方便移動和安裝，小型雷達的體積和重量都有嚴格要求， 而且成本需要盡可能的低。ARW9621使得低成本的輕薄型貼片式雷達的工程實現成為可能。相比傳統的組件式方案，采用ARW9621芯片裝貼的天線陣面體積小，通道一致性好，調試簡單，故障率低，硅工藝也使成本得以大幅下降。輸出功率達到1W的該類型芯片的研制成功在國內尚屬首例，為硅基單片全集成T/R芯片的大規(guī)模應用拉開了序幕。

公司芯片研發(fā)團隊正在同步研發(fā)X和Ku波段的全集成T/R芯片， 該技術將來可以應用到5G毫米波通信，相控陣衛(wèi)星通信等多個應用領域。

關于安其威微電子

安其威微電子是由海歸專家陸建華博士聯合幾位國內頂尖的芯片和微波系統專家在2015年創(chuàng)立的微波集成電路企業(yè)。目前已經聚集了20多位經驗豐富和朝氣蓬勃的工程師，分布在上海浦東軟件園和南京兩個研發(fā)中心。安其威主攻硅基半導體工藝(Bulk-CMOS, SOI-CMOS和SiGe BiCMOS)高性能微波集成電路，除了全集成TR芯片以外，已經研制成功了X波段微波指令接收機，高性能射頻開關，移相器，衰減器和限幅低噪聲放大器，寬帶對數檢波放大器等系列產品， 同時正規(guī)劃和設計更多用于相控陣雷達，5G和衛(wèi)星通信設備的高性能微波芯片產品。