详细介绍卓胜微的CMOS工艺的发展历程
深圳市星际芯城科技有限公司
发表:2025-04-25 10:20:32 阅读:15

卓胜微的 CMOS 工艺发展历程与中国射频前端芯片产业的崛起紧密交织,其技术路径既体现了对国际前沿的追赶,也展现了本土化创新的特色。以下从技术突破、工艺演进、产业协同三个维度展开分析:


一、技术突破:从手机电视到射频前端的转型(2006-2013 年)


卓胜微的前身卓胜开曼成立于 2006 年,初期聚焦数字电视芯片研发,采用成熟的 CMOS 工艺(如 180nm、130nm)开发手机电视解调器芯片,典型产品包括 2008 年推出的支持中国地面数字电视国标的 MXD1320 芯片。这一阶段的技术积累为后续射频芯片研发奠定了基础:

  • 工艺基础:通过数字电视芯片开发,掌握了低功耗 CMOS 设计、混合信号处理等核心能力。
  • 市场洞察:2010 年智能手机兴起后,团队敏锐意识到射频前端芯片的国产化机遇,果断放弃已盈利的电视芯片业务,转向射频开关和 LNA 研发。


2013 年是关键转折点:卓胜微推出首款基于台积电射频 CMOS 工艺的 GPS LNA 芯片,采用 65nm 或更先进节点,实现插入损耗低于 0.6dB、功耗降低 30% 的性能突破,成功打入三星供应链。这一产品标志着中国企业首次在高端射频芯片领域实现技术突破,打破了 Skyworks、Qorvo 等国际厂商的垄断。


二、工艺演进:从分立器件到集成模组的跨越(2014-2023 年)


1. 射频开关与 LNA 的工艺迭代

  • 65nm/55nm 阶段(2014-2018 年):针对 4G 手机多频段需求,卓胜微在 65nm 工艺上优化射频开关设计,推出支持 4G 全网通的单刀多掷开关,插入损耗进一步降至 0.5dB 以下。同时,基于 55nm 工艺开发低噪声放大器,噪声系数控制在 1.2dB 以内,满足 LTE 频段接收需求。
  • 40nm/28nm 阶段(2019-2021 年):随着 5G 商用化,卓胜微转向更先进的 40nm 和 28nm 工艺,提升射频开关的线性度(IIP3 达 + 40dBm 以上)和 LNA 的增益(18dB 以上),以支持 5G NR sub-6GHz 频段的高功率需求。2020 年推出的 5G 射频开关采用 28nm 工艺,集成度提升 30%,成本降低 25%。

2. 射频模组的工艺创新

  • DiFEM/LFEM 模组(2020-2022 年):基于 40nm 工艺,卓胜微将射频开关、LNA 和 SAW 滤波器集成于同一封装,推出接收端模组 DiFEM 和 LFEM,节省 PCB 面积 20%。例如,2021 年量产的 LFEM 模组采用 40nm 开关芯片与自研 SAW 滤波器的混合集成,应用于小米、OPPO 等旗舰机型。
  • L-PAMiF/L-FEMiD 模组(2023 年):在 28nm 工艺上开发发射端模组,集成功率放大器、开关和 IPD 滤波器,支持 5G NR TDD 频段。2023 年推出的 L-PAMiF 模组采用 12 英寸 IPD 工艺,滤波器良率提升至 95% 以上,性能对标 Skyworks 同类产品。

3. 自建产线的工艺突破

  • 6 英寸 SAW 滤波器产线(2022 年):卓胜微投资建设的芯卓半导体 6 英寸 SAW 产线实现量产,采用 POI 衬底工艺,开发出高频 SAW 滤波器(支持 3GHz 以上频段),性能接近 BAW 滤波器。
  • 12 英寸 IPD 平台(2024 年):12 英寸 IPD 工艺进入量产阶段,用于生产射频开关和低噪声放大器,工艺节点提升至 22nm,实现单位面积成本降低 40%。


三、产业协同:工艺生态的构建与挑战


1. 与代工厂的深度合作

  • 台积电:早期依赖台积电 65nm/55nm 射频 CMOS 工艺,2019 年后联合开发 28nm 射频 SOI 工艺,用于高端射频开关和 LNA。
  • 中芯国际:2020 年后加大与中芯国际的合作,在 40nm 和 28nm 工艺上实现国产化替代,2024 年 12 英寸射频开关产线采用中芯国际 22nm 工艺。

2. 垂直整合的 Fab-Lite 模式

  • 自建产线:通过芯卓半导体布局 6 英寸 SAW 和 12 英寸 IPD 产线,实现滤波器和射频器件的自主生产,缩短研发周期并降低供应链风险。
  • 工艺研发:与清华大学、东南大学合作开发毫米波 CMOS 工艺,探索 14nm 以下节点在 60GHz 频段的应用。

3. 技术挑战与未来方向

  • 毫米波工艺:当前卓胜微的 CMOS 工艺主要聚焦 sub-6GHz 频段,在毫米波(如 28GHz、39GHz)领域仍依赖 GaAs 工艺。未来需突破 14nm 以下节点的毫米波器件设计与工艺集成技术。
  • 集成化瓶颈:随着模组复杂度提升,需解决不同工艺(如 CMOS、SAW、IPD)的异质集成难题,提升良率和可靠性。


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