Регистрация / Вход
Прислать материал

14.575.21.0097

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.575.21.0097
Тематическое направление
Информационно-телекоммуникационные системы
Исполнитель проекта
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники"
Название доклада
Разработка конструкторско-технологических решений создания электронной компонентной базы на широкозонных полупроводниках для современной радиоэлектронной аппаратуры
Докладчик
Тимошенко Александр Геннадиевич
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Проведение исследований и разработка комплекса научно-технических и технологических решений, направленных на создание новой СВЧ электронной компонентной базы (ЭКБ) на основе соединений нитрида галлия для изготовления монолитных интегральных схем (МИС) усилителей мощности, малошумящих усилителей, фазовращателей, коммутаторов, смесителей с высокими удельными характеристиками по мощности и низким уровнем шума для современных радиоэлектроных систем связи и радиолокации в диапазоне частот 30-60 ГГц.
1. Разработка научно-технических и конструкторско-технологических решений по проектированию
транзисторов на основе широкозонных полупроводников (GaN);
2. Создание экспериментальных образцов транзисторов и МИС на основе широкозонных полупроводников (GaN);
3. Исследование экспериментальных характеристик образцов транзисторов и МИС на основе широкозонных
полупроводников (GaN);
4. Разработка моделей транзисторов, межсоединений и МИС и включение их в состав современных САПР
проектирования современной радиоэлектронной аппаратуры и МИС на основе широкозонных
полупроводников (GaN);
5. Разработка конструкторско-технологических вариантов МИС на основе широкозонных
полупроводников (GaN) для использования в современной радиоэлектронной аппаратуре в диапазоне
частот 30-60 ГГц;
6. Разработка комплекта конструкторской и технологической документации на используемые решения.

Актуальность и новизна исследования
По данным компании McKinsey на протяжении последних 10 лет наблюдается непрерывный рост рынка интегральных микросхем для беспроводного телекоммуникационного оборудования, в особенности для систем сотовой связи, смартфонов и планшетных компьютеров. Мировые производители оборудования "пожинают плоды" выполненных 10-15 лет назад разработок, в то время как в России данное направление не развивалось на должном уровне. Сейчас, когда крупные производители электроники в России, такие как "Группа компаний "Микрон" и ОАО "Ангстрем", заявляют о возможности запуска технологий на уровне ведущих стран мира, появилась реальная возможность занять отечественную нишу мобильной связи. При этом, за счёт непосредственной работы с заводами изготовителями, даёт шанс выпускать образцы не только на уровне мировых аналогов, но и с гораздо лучшими характеристиками, получение которых возможно с использованием приборов не являющихся стандартными для технологий КМДП, КНИ, GaAs и GaN. Так одновременная интеграция схем обработки сигналов и микроэлектромеханических датчиков способна заменить печатные платы и микросборки, используемые зарубежными компаниями. Технологии сборки в России так же не стоят на месте и существуют компании способные создавать мобильное телекоммуникационное оборудование на мировом уровне, например: КБ Радуга, НИИ Субмикрон, НИИ Компонент и др. Дальнейшее игнорирование возникшей проблемы способно усугубить ситуацию с отечественной элементной базой, и способствовать импортозависимости.
Описание исследования

Разработаны конструкторская и технологическая документация на экспериментальные образцы транзистров и МИС, проведен этап их изготовления, разработаны программы и методики экспериментальных исследований, проведены исследования и сделаны основные выводы по работе. Разработаны требования и проведена характеризация пассивных компонентов, включая описания для построения моделей. Созданы топологии тестовых элементов, экспериментальными исследованиями подтверждена эффективность использования сквозных отверстий для связи с землей и выработаны практические рекомендации к их взаимному расположению. Комплект конструкторской документации содержит габаритные чертежи и схемы электрические принципиальные для усилителей мощности, малошумящих усилителей, коммутаторов, фазоращателей и смесителей. Технологическая документация для ЭО МИС содержит изменения и дополнения согласно результатам исследований при изготовлении ЭО транзисторов. Разработанные комплекты документации позволяют создавать ЭО МИС с длиной затвора 130 нм, а проведенный анализ изменений при переходе на мелко- и среднесерийное производство может служить в качестве указаний к изменениям при внедрении МИС в производство. Разработаны библиотека  элементов  и технологическая библиотека для проектирования интегральных схем и устройств для систем связи. Проведенные экспериментальные исследования показали, что образцы изготовленных МИС имеют расхождение в пределах 20% по сравнению с результатами моделирования. Разработаны рекомендации по электростатической защите компонентов МИС.

Результаты исследования

1. Экспериментальные образцы  транзисторов и МИС современной радиоэлектронной аппаратуры в диапазонах спутниковой связи на широкозонных полупроводниках.

2. Научно-технические решения по проектированию транзисторов и МИС в диапазонах частот до 60 ГГц на широкозонных полупроводниках.

3. Научно-технические решения по выбору оптимальных параметров проведения технологических операций маршрута создания транзисторов и МИС современной радиоэлектронной аппаратуры в диапазонах  частот до 60 ГГц на широкозонных полупроводниках для достижения максимальной мощности.

4 Набор библиотек для проектирования электронной компонентной базы на основе соединений нитрида галлия и аппаратуры на их основе. Ведущие компании производители аналогичных устройств (Qorvo и Cree) предлагают только модели готовых компонентов, без возможности их объединения

5 Технические требования и предложения по разработке, производству и эксплуатации продукции с учетом технологических возможностей и особенностей индустриального партнера - организации реального сектора экономики.

6 Проект технического задания на проведение ОКР по теме: «Разработка электронной компонентной базы для приёмопередающей аппаратуры высокоскоростных радиолиний передачи информации с использованием СВЧ электронной компонентной базы на основе соединений нитрида галлия для космических систем связи».

Практическая значимость исследования
Результаты ПНИ могут широко применяться для пилотируемых авиационных комплексов пя-того поколения ведущих российских компаний (Раменское ПКБ, НИИП им. Тихомирова, ГосНИИ-АС) и беспилотных летательных аппаратов, при внешнетраекторных измерениях параметров запус-ков ракетно-космической техники (ГНПРКЦ, "ЦСКБ - Прогресс", ГКНПЦ им. М.В. Хруничева, ГРЦ им. акад. В.П. Макеева, МИТ), в региональных навигационно-информационных системах высоко-точного позиционирования при выполнении кадастровых, геодезических и других работ по монито-рингу объектов, в том числе системах поиска и спасения, в системах связи, навигационных и логи-стических системах. Основные узлы и устройства, где могут использоваться результаты ПНИ:
- сверхвысокоскоростные системы связи;
- СВЧ узлы приёмопередающей аппаратуры полностью отечественного производства;
- приёмоиндикаторы для всех типов летательных аппаратов, предназначенных обеспечивать внешнетраекторные измерения;
- сверхминиатюрная аппаратура потребителей однократного применения и контрольно-корректирующих станций для совместной работы с ними;
- контрольно-корректирующие станций для обеспечения точного захода на посадку и решения спе-циальных задач всех видов летательных аппаратов;
- авиационные радиокомпасы для всех видов летательных аппаратов;
- телекоммуникационное оборудование для базовых станций и др.
Разрабатываемый в процессе ПНИ набор библиотек для проектирования ИС необходим для разра-ботчиков элементной базы для перечисленных выше устройств.
Постер

Poster_0097_IT.ppt