多功能 MMIC：为下一代应用集成尺寸、重量、功率和成本

当今的市场竞争激烈，几乎每个新项目都将是一项工程壮举。系统设计人员会继续要求在更小的封装中实现更多的功能，同时满足相同或更低成本的市场需求。多功能单片微波集成电路 (MMIC) 旨在为客户提供价格合理的高集成度器件，这种器件具有与以前的单功能 MMIC 相同的可靠性和性能。工程师们正在加快 MMIC 的发展，以便在高度集成的零件中实现更多的功能，从而为系统设计人员的印刷电路板 (PCB) 腾出更多的空间。这种趋势将会持续很长时间，客户将依旧要求最佳的尺寸、重量和功率 (SWaP)，这给系统工程师和设计团队寻求理想的解决方案带来挑战。

什么是变革的推动力？

这种需求不会使单功能 MMIC 变得过时，这种器件仍可满足各种应用需求，而且非常适合概念验证。但是，当今的许多应用都面临尺寸限制（如雷达和商用 5G）。 例如，在 28 GHz 相控阵中，天线元件的间距仅为 5 mm，已无任何空间可用于多个集成电路 (IC) 。要满足更高频率需求就必须集成更多功能集，因为 PCB 上的空间越来越稀缺。

图为 PCB 上四个单功能 MMIC 与一个多功能 MMIC。使用单功能 IC 时，由于封装和外部去耦的开销，解决方案的尺寸从根本上受限；在封装中，有源器件仅占用小部分空间，而其余空间则用于进出封装的连接。当今的技术需要每一代产品都能不断减小尺寸，提高性能。多功能 MMIC 的出现，让我们有机会释放 PCB 上的多余空间，使其尺寸更小，更容易置于不同的封装中，从而满足客户的应用需求。这样，就可在更小的封装中实现更多的变化，最终为客户提供更多的开发机会。

多功能 MMIC 的外观与上代单功能 MMIC 相同；这种单“芯片”将为客户提供与上一代 MMIC 相同的用途，不同之处在于每个“芯片”能够提供的功能数量（图 1）。更多的空间是更多精准功能的产物。

图 1：一个多功能 MMIC（右）所需的板空间远少于数个单功能 MMIC（左）。（图片来源： MACOM Technology Solutions）

器件集成减少了 PCB 上的寄生损耗。然后，又能减少对过多增益的需求，从而降低系统总功耗。芯片封装成本得以降低并通过减少接口数量，极大地提高了大多数情况下会驱动总拥有成本的机械性和热可靠性。如果客户需要在板上实现各种功能或更多空间，新一代 MMIC 无疑是理想之选。

驱动总拥有成本

在整个行业中，各大公司都在向多功能 MMIC 迁移，所以客户需要仔细甄选供应商。新的集成高度会降低客户的成本； 但是，这需要采用不同的的流程来辨别功能和性能。

紧追所有半导体市场领域的共有发展趋势，集成会带来规模，而规模则会降低本。诸如装配和测试之类的非半导体成本通常更加耗费人力和时间，因此会随分立式元器件生产数量的增加成比例增加。减少接口数量可减少装配步骤并减少故障点，从而提高良率，减少所需的测试向量。此外，现在借助多功能 MMIC 内部的接口可进一步减轻客户的测试负担。封装也更具成本效益；在一个封装中集中四个功能的成本几乎不到分成四个独立的封装四分之一。这样，简化封装会具有更优的热特性，从而降低对散热片需求，最终减小整体重量。

根据关键性能目标，可能需要差异化过程才能在多功能 MMIC 中实现最佳功能。因此，技术产品组合丰富多样的半导体公司毫无疑问地能够为系统设计人员提供最吸引人的解决方案。供应商会让系统设计人员获得优势，因为他们能够提供成熟、合格的变体器件来实现所需的性能。