STマイクロ、ワイヤレス・デバイス用RFフロントエンドIC向けの技術プラットフォームを発表

STマイクロエレクトロニクス、
ワイヤレス・デバイス用RFフロントエンドIC向けに
新たな技術プラットフォームを発表

４G等の高速ワイヤレス接続に対応したマルチバンド無線装置を大幅に小型化する
最適化されたRF　SOI（Silicon−On−Insulator）プロセス



　多種多様な電子機器に半導体を提供する世界的半導体メーカーのSTマイクロエレクトロニクス（NYSE：STM、以下ST）は、モバイル機器用RFフロントエンドICの性能向上・小型化に向け最適化された先端プロセス技術を発表しました。今回の技術は、より高速な無線ブロードバンド接続に対するニーズが急速に高まる中、スマートフォンやタブレット等の機器内部の複雑化する回路に対応することを目的としています。

　ワイヤレス機器のRFフロントエンド回路は、通常、個別のアンプ、スイッチ、チューナで構成されます。４Gモバイル通信、Wi−Fi（IEEE　８０２．１１ac）等の新たな高速通信規格では、複数の周波数帯を利用してデータのスループットを向上させるため、最新機器はさらなるフロントエンド回路を必要とします。現在の３G対応携帯電話では、最大５種類の周波数帯が利用されますが、次世代４G　LTE向けの３GPP（１）規格では最大４０種類の周波数帯に対応します。従来のように別個にコンポーネントを用いた場合、回路全体が著しく大型化しますが、STの新たな製造プロセスH９SOI＿FEMを用いることで、完全に集積されたフロントエンド・モジュールを実現することができます。

　このプロセスは、STが２００８年に発表したSOIプロセスであるH９SOIを進化させたものです。同プロセスは、４億個以上の携帯電話・Wi−Fiアプリケーション向けRFスイッチの生産に利用されてきました。STは、その経験を生かし、フロントエンド・モジュールを集積化するために同プロセスを最適化した結果、アンテナ・スイッチおよびアンテナ・チューニング・デバイスで業界最高クラスの性能（オン抵抗（Ron）Xオフ容量（Coff）：２０７fs（２））を実現するH９SOI＿FEMの発表に至りました。またSTは、適切な製造能力を確保しているため、最も需要の多い顧客にも対応することができます。

　市場では、マルチバンド対応の高速ワイヤレス機能を搭載したスマートフォンが、特に集積化モジュールとしてのRFフロントエンド・コンポーネントへの高まる需要を牽引しています。Prismark社の分析によると、１台のスマートフォンに搭載されるRF部品点数は、エントリレベルの第２・３世代携帯電話の約３倍に達しています。同時に、スマートフォンの出荷数は現在年間１０億台を超え、約３０％の成長率を示しています。さらに、顧客各社は、サプライヤに対し、より小型かつ薄型で高い電力効率を実現したコンポーネントの提供を求めています。STは、ディスクリート部品だけでなく、このクラス最高の新しいH９SOI＿FEMプロセスを用いたパワー・アンプ／スイッチおよびパワー・アンプ／スイッチ／チューナから構成される集積化モジュールに機会を見いだしています。

　STのミックスド・プロセス事業部ジェネラル・マネージャであるFlavio　Benettiは、次の様にコメントしています。「H９SOI＿FEMプロセスにより、お客様は、現在のフロントエンド・ソリューションと比較してサイズが半分以下の最先端フロントエンド・モジュールを開発することができます。さらに、当社はプロセス・フローの簡略化にも成功し、この市場のエンド・ユーザにとって極めて重要な、リードタイムの大幅な短縮と供給の柔軟性を実現しました。」

　現在、H９SOI＿FEMを利用した製品の新しい設計を開始することが可能で、量産は２０１３年末までに開始する予定です。

＜技術情報＞
　デュアル・ゲートMOSFET（１．２V／２．５V）を構築するH９SOI＿FEMプロセスのプロセス・ノードは０．１３ミクロンです。同プロセスでは、従来のSOIプロセス（RFスイッチのようなディスクリート・デバイス用プロセスなど）とは異なり、GO１　MOS、GO２　MOS、最適化されたNLDMOSといった複数のテクノロジーに対応しています。そのため、RFフロントエンドICに搭載される主要機能の完全なモノリシック集積が可能です。これらの主要機能には、RFスイッチ、低ノイズ・アンプ、マルチモード・マルチバンド対応携帯通信パワー・アンプ、ダイプレクサ、RFカップリング、アンテナ・チューニング、RF電力マネージメントが含まれます。

　GO１　MOSは、非常に高い性能を持つ低ノイズ・アンプに適しています。超低ノイズ指数１．４dB（５GHz時）が維持されると共に、限界周波数（Ft）６０GHzが実現されるため、安全マージンを備えた５GHz設計が可能になります。

　GO２　CMOSに加え、GO２　NMOSは、RFスイッチで広く利用されています。この技術が、アンテナ・スイッチおよびアンテナ・チューニング・デバイスとして業界最高クラスの性能（オン抵抗（Ron）Xオフ容量（Coff）：２０７fs）を実現します。

　GO２高電圧MOSは、パワー・アンプおよび電力マネージメント機能の集積を可能にします。最適化されたNLDMOSにより、パワー・アンプにおいて、限界周波数（Ft）３６GHzと電力効率６０％（飽和状態、低周波数帯GSM）を実現することができます。
　電力マネージメントについては、ブレークダウン電圧１２VのPLDMOSテクノロジーにより、デバイスをバッテリに直接接続することが可能です。

　また、内蔵受動部品の性能も最適化されています。これは、３層または４層のアルミニウム層、また必要に応じて厚い銅層を設けることで実現されます。

　H９SOI＿FEMは、低コストかつ広範な集積化が極めて重要なローエンド機器ならびにスマートフォン等のハイエンド機器を対象とする製品に適しています。一般的にハイエンド機器では、多数の周波数帯の併用が必要になります。これには、２G、３G、４G規格だけでなく、Bluetooth、Wi−Fi、GPS、非接触決済用NFC（Near−Field　Communication）等の様々な無線接続規格があります。

　（１）３rd　Generation　Partnership　Project
　（２）１　femtosecond＝０．０００００１　nanosecond


「STマイクロエレクトロニクスについて」
　STは、「センス　＆　パワー、オートモーティブ製品」と「エンベデッド・プロセッシング　ソリューション」の多種多様なアプリケーションに半導体を提供する世界的な総合半導体メーカーです。エネルギー管理・省電力からデータ・セキュリティ、医療・ヘルスケアからスマート・コンスーマ機器まで、そして、家庭、自動車、オフィスおよび仕事や遊びの中など、人々の暮らしのあらゆるシーンにおいてSTの技術が活躍しています。STは、よりスマートな生活に向けた技術革新を通し、「life．augmented」の実現に取り組んでいます。２０１２年の売上は８４．９億ドルでした。さらに詳しい情報はSTのウェブサイト（http://www.st-japan.co.jp）をご覧ください。


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