三重富士通セミコンダクター株式会社

~28ギガヘルツ向け、80ギガヘルツ向けの2種類を提供~

三重富士通セミコンダクター株式会社（ 注1）（以下、三重富士通セミコンダクター）は、株式会社富士通研究所（ 注2）（以下、富士通研究所）と共同で、車載レーダーや第5世代移動通信システムなどのミリ波市場に向け、高精度の回路設計が可能な55nm CMOSプロセスデザインキット(PDK)を開発し、提供を開始しました。本PDKを用いることによって、お客様は増幅器や周波数変換回路など複数のミリ波回路を含む大規模回路を効率的かつ精度良く設計することが可能となります。

背景

近年のモバイルトラフィックの急激な増大に対応する第5世代移動通信システムや、将来の自動運転を支える車載レーダーなどを低コストで実現するために、ミリ波帯（30 – 300ギガヘルツ）で高機能・低消費電力動作が可能なCMOS回路が注目されています。ミリ波帯では信号波長が短く(半導体基板上で数ミリメートル以下)、精度の良い素子モデルの実現が困難であったため、複数回の回路試作を繰り返しながら要求性能を引き出していく必要があり、開発期間やチップ試作コストが増大する問題がありました。

概要

今回、55nmベーステクノロジー「C55LP(Low Power)」および当社独自の超低消費電力テクノロジー「C55DDC(Deeply Depleted Channel)」にて、ミリ波帯設計に最適化したPDKの提供を開始しました。富士通研究所と共同開発した本PDKは、素子パラメーターやレイアウト構造をミリ波帯に最適化したトランジスタや伝送線路などを含み、100ギガヘルツ以下の周波数帯で大規模なトランシーバー回路を精度よく設計することができます。

主な特徴

• 最大110GHzまでシリコン検証されたミリ波用SPICEモデル
• 特性最適化された素子とPcell
  • ミリ波用トランジスタ
  • 伝送線路
  • インダクタ、 MIM/MOM容量、バラクタ、 抵抗、ダイオード
  • パッド
• 主要EDAベンダーのツールをサポート
• 対応テクノロジー：C55LP、C55DDC
• 対応周波数帯：28GHz、80GHz

適用事例と効果

以下事例の受信回路はミリ波帯信号を高利得に増幅する「多段増幅器」、多重化された2本の信号を高精度に分離・復調する「直交復調器」からなります。特に、多段増幅器は段数を連ねるごとに設計値と実測値のかい離が激しくなり、ミリ波帯で精度よく設計することが困難でしたが、提供開始したPDKにより、極めて精度よく多段増幅器を設計することが可能となりました。

本PDKを利用することによって、増幅器だけでなく、広帯域な直交復調器や周波数変換器、電圧制御発振器などのミリ波回路全般の設計精度を高めることができ、大規模なミリ波帯送受信回路を短期間で開発することが可能となります。

今後の展開

三重富士通セミコンダクターは、ミリ波帯アプリケーションに携わるお客様のさらなる製品特性向上や開発工数削減に貢献するため、パッケージングまでを考慮したミリ波PDKの準備を進めております。アナログ回路マクロやミリ波帯素子評価などの周辺サービスを含め、2018年度から順次提供を開始する予定です。

注釈

注1 三重富士通セミコンダクター株式会社：
本社 神奈川県横浜市、代表取締役社長  河野通有

注2 株式会社富士通研究所：
本社 神奈川県川崎市、代表取締役社長  佐々木繁

関連リンク

• テクノロジー紹介
• RF/ミリ波
• 富士通研究所サイト

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