Deliverables and Services - IHP Microelectronics

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In Zusammenarbeit mit ESA und DLR wurde in den Projekten 3020 (ESA), SiMS (ESA) und SiSSI (DLR) hochintegrierte Fractional-N PLL-Synthesizer für Satellitenanwendungen entwickelt. Eine Version eines 10 GHz PLL-Synthesizers wurde von der ESA erfolgreich auf Strahlungsfestigkeit getestet. Die Abteilung Circuit Design hat das CD ProtoLab eingerichtet, ein Labor, das es ermöglicht 2- bis 3-lagige Hochfrequenz-Platinen in Feinstleitertechnik im IHP herzustellen, sowie Aufbautechnik in Flip-chip- und Drahtbond-Technik durchzuführen. Hierfür wurden entsprechende Investitionen in Geräte getätigt und ein Techniker wurde eingestellt. Damit verbessern sich die Möglichkeiten des IHP zur Realisierung von Höchstfrequenz-Schaltungen bis über 100 GHz wesentlich. Des Weiteren kooperiert die Abteilung im Rahmen von Projekten im Bereich Aufbautechnik und Packaging für HF- und Photonik-Anwendungen mit der Universität Karlsruhe (Prof. Zwick), dem IMST, dem Fraunhofer IZM, mit Tyco Electronics und der TU Berlin (Joint Lab Silicon Photonics). Im Projekt „Integrierter Sicherheits-Monitor (ISM)“ wird mit dem DLR und mehreren Berliner Firmen bzw. Instituten ein integriertes Sicherheitsportal für die Personenkontrolle entwickelt, mit dem verborgene Objekte (Waffen) und Substanzen (radioaktive Materialien, Explosivstoffe) nachgewiesen werden können. Das IHP hat im Rahmen des Projekts bereits ein erstes hochintegriertes 122 GHz Empfänger-Frontend für Body-Scanner entwickelt und auf der BCTM (Bipolar / BiCMOS Circuits and Technology Meeting) 2009 präsentiert. Im Bereich GSps ADC und DAC (Analog-Digital Konverter und Digital-Analog Konverter) wurde ein 16 GSps 4 Bit ADC realisiert, der ein neuartiges, zum Patent angemeldetes Referenz-Eingangsnetzwerk verwendet. Der ADC wurde im DFG-Projekt HaLoS entwickelt und auf der COMCAS (The International IEEE Conference on Microwaves, Communications, Antennas and Electronic Systems) präsentiert. Des Weiteren wurde im Rahmen des BMBF-Projektes 100GET (100 Gbps Carrier-grade Ethernet Transport Technologies) ein 30 GSps 6 Bit DAC realisiert, der weltweit den zweitbesten DA-Wandler in diesem Geschwindigkeitsbereich darstellt. 20 A n n u A l R e p o R t 2 0 0 9 d A S J A H r 2 0 0 9 – u p d A t e 2 0 0 9 Highly integrated Fractional-n pll-Synthesizers for satellite applications were developed by the IHp in the projects 3020 (eSA), SiMS (eSA), and SiSSI (DlR) together with the eSA and the DlR. one version of a 10 GHz pll synthesizer was tested successfully for radiation hardness by the eSA. the department Circuit Design has built up a CD protolab, where 2- and 3-layer microfine-line RF pCBs can be prepared and where flip-chip and wire bonding techniques are available. the appropriate investments were made and a technician was appointed. this improves IHp’s capabilities for preparing RF circuits up to more than 100 GHz considerably. Additionally, the department cooperates in assembly and housing projects for RF and photonic applications with the university Karlsruhe (professor Zwick), the IMSt, the Fraunhofer IZM, tyco electronics, and the tu Berlin (Joint lab Silicon photonics). An integrated security portal for passenger security checks is under development in the project “Integrated Security Monitor”, together with the DlR and several Berlin companies and institutions. Hidden objects (weapons) and substances (radioactive materials, explosives) can be found with this equipment. Within the project IHp has developed a highly integrated receiver frontend for body scanners and presented it at the BCtM (Bipolar / BiCMoS Circuits and technology Meeting) in 2009. In the field of GSps ADC and DAC (Analog to Digital and Digital to Analog Converter) a 16 GSps 4 bit ADC was realized, which uses an innovative and patent pending reference input network. the ADC was developed in the DFG supported project HaloS and presented at the CoMCAS (the International Ieee Conference on Microwaves, Communications, Antennas and electronic Systems). A 30 GSps 6 bit DAC was realized within the BMBF-supported project 100Get (100 Gbps Carrier-grade ethernet transport technologies), which is the worldwide second-best DA converter in this performance range.
Technologieplattform für drahtlose und Breitbandkommunikation Die 0,13-µm-BiCMOS-Technologie des IHP bietet hervorragende Möglichkeiten für hochintegrierte Mischsignal-Schaltungen. Insbesondere die in der Technologie enthaltenen Heterobipolartransistoren (HBTs) mit Schwingfrequenzen bis zu 300 GHz und Transitfrequenzen bis zu 250 GHz sind für höchste Geschwindigkeitsanforderungen geeignet. 2009 wurden zwei reguläre MPW-Runs mit 0,13-µm-BiCMOS gestartet. Fortschritte konnten bei der weiteren Stabilisierung der Technologie erzielt werden. So konnte erstmalig eine deutliche Verbesserung der SRAM-Ausbeuten gezeigt werden. Die Vorstellung der Technologie während der BCTM (Bipolar / BiCMOS Circuits and Technology Meeting) 2009 fand großes Interesse. Ein wichtiger Schwerpunkt der technologischen Aktivitäten sind Arbeiten zur weiteren Erhöhung der Grenzfrequenzen von HBTs, die im Rahmen des EU-Projektes DOTFIVE (Towards 0.5 TeraHertz Silicon / Germanium Heterojunction bipolar technology) durchgeführt werden. Ziel des Projektes ist es, HBTs mit Grenzfrequenzen von 500 GHz zu entwickeln. An der Universität Wuppertal wurden auf Basis der HBT-Technologie des IHP Schaltkreise bis zu 650 GHz entworfen und demonstriert. Die Arbeiten zu LDMOS-Transistoren, die besonders interessant für DC-DC Konverter, Powermanagement und Leistungsverstärker sind, wurden erfolgreich weitergeführt. LDMOS-Transistoren mit verbesserten Eigenschaften wurden entwickelt und einem Industriepartner zur Verfügung gestellt. Die zukünftige Entwicklung von Technologien am IHP und deren Anwendung in Schaltungen und Systemen verfolgt eine „More than Moore“-Strategie. Ziel ist die Integration von Modulen mit zusätzlicher Funktionalität in die BiCMOS-Technologie. So wurden im letzten Jahr mit Arbeiten zur Verbindung von Photonik und Elektronik (Si Photonics) in den Projekten HELIOS (Photonics Electronics functional Integration on CMOS, gefördert durch die EU) und SiliconLight (Neuartige Lichtquellen und Komponenten für die Si-Photonik, gefördert vom BMBF) gestartet. Erste Ergebnisse zu d A S J A H r 2 0 0 9 – u p d A t e 2 0 0 9 technology platform for wireless and Broadband Communication IHp`s 0.13 µm BiCMoS technology offers excellent opportunities for highly-integrated mixed-signal circuits. especially the heterobipolar transistors in this technology with oscillation frequencies up to 300 GHz and transit frequencies up to 250 GHz are particularly suitable for highest speeds. two regular MpW runs with 0.13 µm BiCMoS were started in 2009. progress was made in the further stabilization of the technology. A considerable improvement of the SRAM yields was demonstrated for the first time. the presentation of the technology at the BCtM (Bipolar / BiCMoS Circuits and technology Meeting) in 2009 produced much interest. An important focus of the technological activities is the further increasing of the frequencies of heterobipolar transistors, realized in the european project DotFIVe (towards 0.5 teraHertz Silicon / Germanium Heterojunction bipolar technology). the project goal is the development of HBts with frequencies up to 500 GHz. using IHp`s technology, the university of Wuppertal designed and demonstrated circuits up to 650 GHz. the activities on lDMoS-transistors, which are especially interesting for DC-DC converters, power management and power amplifier, were successfully continued. lDMoS transistors with improved characteristics were developed and transferred to an industrial partner. the future development of the technology at the IHp and its application in circuits and systems follows a “More than Moore” strategy, i.e. the integration of modules with additional functionality in the BiCMoS technology. In this context activities to connect photonics with electronics (Si photonics) were started in the projects HelIoS (photonics electronics functional Integration on CMoS, supported by the eu) and Siliconlight (new light sources and components for Si photonics, supported by the BMBF). First results on integrated waveguides were achieved and A n n u A l R e p o R t 2 0 0 9 2
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