日前，GlobalFoundries官方發布博客，介紹了公司在6G領域的進展，與大學共同開發先進的技術，通過FDX、RF SOI和SiGe等工藝，幫助實現6G前沿研究的突破。

過去，半導體公司的演進方向是花費大量的時間和精力尋找將半導體器件縮小的方法，因為縮放產生了顯著更高的性能，從而打開了許多新的應用。

但是，該行業近幾十年來取得的進步帶來了許多已經非常強大的技術平臺，并且經濟高效地為它們添加新的功能，以使其適應新的需求。作為全球領先的特種半導體制造商，GlobalFoundries（GF）為不斷發展的應用提供了不斷擴展的差異化解決方案，成為此類技術開發的典范方法。

在公司力爭成為6G無線通信技術的領導者方面，這一點最明顯。GF提供了許多平臺和解決方案，這些平臺和解決方案不僅在最苛刻的通信應用中得到了證明，而且還沒有充分挖掘其全部潛力。包括GF的22FDX平臺和22FDX+解決方案，以及GF的RF SOI和SiGe（硅鍺）解決方案系列。

它們代表了通往下一代無線通信技術6G的引人注目的途徑，預計6G將在2030年末首次亮相。

在我們最近發表的有關GF推動6G技術領先地位的博客中，我們介紹了該公司的“大學合作伙伴計劃”。GF通過它為超過35個大學團隊提供了技術授權，這些團隊與GF在6G等各個領域的研發人員進行了合作。他們分享他們的研究成果，以支持向GF平臺添加新功能，在技術和學術會議上發布研究成果，發現新的應用可能性，并向學生介紹這些技術，然后他們將在整個職業生涯中對其進行熟悉。

我們介紹了我們的研究合作伙伴之一，加利福尼亞大學圣地亞哥分校的特聘教授Gabriel Rebeiz。他是通信和國防系統集成相控陣的先驅，他領導著廣泛的研究項目，從45 RFSOI的寬帶系統到140GHz相控陣。

在此博客中，我們將重點介紹另外三個知名大學合作伙伴，他們將向我們介紹他們的研究，他們如何使用GF的技術以及與GF合作對他們和他們的學生意味著什么。他們的豐富經驗和研究興趣將說明GF對6G的承諾，并展示GF的戰略和技術如何幫助6G取得更好，更快，更經濟的進步：

Friedel Gerfers博士是柏林工業大學（TU Berlin）混合信號電路設計的主席，他被授予愛因斯坦基金，以鼓勵其從事適用于5G / 6G通信系統的混合信號電路設計領域的工作。柏林愛因斯坦基金會由地方政府創立，以資助前沿的科學和研究，為耗費大量人力和物力的高頻實驗室提供資金，該實驗室是德國僅有的兩個能夠完全測試和表征電氣和光學特性的實驗室之一，支持D波段（高達170GHz）的系統。

Aarno Parssinen教授在芬蘭奧盧大學無線通信中心（CWC）中工作。Parssinen教授是該大學6G旗艦計劃的主要人物，并且是芬蘭諾基亞公司的重要合作伙伴，諾基亞是世界領先的電信和網絡公司之一。

Wang Hua教授是佐治亞理工學院電路與系統中心（CCS）的主任。他的團隊一直與許多半導體公司密切合作。王教授獲得了多個享有盛譽的學術獎項，包括DARPA主任獎學金。他因對寬帶節能RF / mmWave電路，新穎的收發器陣列架構以及天線電子協同設計的貢獻而受到認可，這對行業研發活動的方向產生了重大影響。

把想法變成芯片

Gerfers教授目前擔任帶領15位博士，學生主要使用22FDX平臺研究5G / 6G架構和解決方案，還致力于研究高速通信技術，例如汽車以太網和光通信。當前的一個項目是研究世界上第一個單片集成6G收發器，目的正在確定哪些技術可以與22FDX技術集成，以實現從天線到數字的10—15GHz帶寬。

Gerfers曾在飛利浦，英特爾，Inphi和Apple以及兩家初創公司Alvand Technologies和Aquantia從事過研究工作。他于2015年加入柏林工業大學，并于同年開始與GF合作。與GF的成功合作的項目始終保持增長。

Gerfers教授表示：“高頻應用中的能效和強勁性能是未來6G無線通信系統未滿足的關鍵需求。 “不僅在德國，而且在全球，越來越多的意識是，微電子在許多與社會和技術相關的領域正成為瓶頸。這就是GlobalFoundries設置計劃如此重要的原因。它是微電子技術持續發展的關鍵推動力，因為它使我們能夠獲得將我們的想法和創新轉化為芯片所需要的尖端技術。”

“此外，22FDX技術的出色性能和功能可滿足廣闊的應用。我們使用它來構建高帶寬收發器，在保持嚴格的噪聲預算的同時，還可以達到高功率效率。我們相信22FDX技術具有遠超過250GHz的使用潛力，因此對于我們要解決的技術和應用而言是最佳的。另外，例如德國汽車制造商之所以使用基于FDX工藝的IC，不僅是因為它們具有高能效，而且還因為該技術足夠強大，可以滿足嚴格的汽車要求。”

Gerfers教授還指出，與FinFET相比，基于FDX的電路更易于學生設計和布局，“如果沒有大學合作計劃，我們將被困在28nm或更舊的節點上，被迫使用平面晶體管，該工藝要證明我們電路解決方案的高效率幾乎是不可能的。”

彌合學術界與產業界的鴻溝

芬蘭在移動通信發展方面擁有悠久而卓越的歷史。1991年開發并首次部署GSM（2G標準）的地方。行業巨頭諾基亞所處的位置；全球首個也是最大的6G研究計劃之一的6G旗艦計劃于2018年啟動。

奧盧大學（University of Oulu）的Parssinen教授表示，與行業進行學術合作對于持續進步是必要的。“在芬蘭，我們的學術界從一開始就幫助推動了這一新興行業。我們的角色一直是彌合經典學術研究與公司產品開發之間的鴻溝，我們一直是2G，3G，4G的核心，我們正在幫助世界實施5G。”

“現在，我們在奧盧建立了一個圍繞6G技術的重要計劃。確實，5G才剛剛開始發布，我們正在努力應對許多挑戰。然而，現在是研究6G最有前途的時候，因為進行基礎研究需要花費很長時間，將知識轉化成產業并有效利用的時間會更長。大學的任務是向前看，嘗試做一些我們尚不知道該怎么做的事情，這就是科學的目的。”

Parssinen教授的專長是蜂窩電路和高達5G甚至更高的收發器。在研究生院，他帶領團隊在單個芯片上開發了第一個3G電路，后來他成為了藍牙LE（低功耗）標準的貢獻者之一。他在諾基亞研究中心工作了10年，并在公司首席執行官技術委員會任職，還曾在瑞薩和博通擔任關鍵技術開發職務。

在奧盧，他帶領一支大約20人的團隊，包括學生和其他教授。他們通過了解未來應用需求并開發電路和系統以解決這些問題。他們的研究包括相控陣，天線設計，高效波束成形和其他相關主題。該小組還正在建立一個復雜的實驗室，以測量無線電系統的性能。

“我們使用GlobalFoundries的22FDX和45 RFSOI技術，兩者之間的差異令人著迷。 22FDX技術的集成能力很強，我們仍在研究它的功能，這意味著對于我們從事IC設計的學生來說，使用它的機會是一個獨特的優勢。多年來，我們已經使用了很多45 RFSOI技術，并且由于我們擁有更多的經驗，因此我們將其用于更大的芯片。”

他說：“獲得芯片和自由探索創新思想是我們與GlobalFoundries合作的主要優勢，能夠通過該計劃與同樣處于領先地位的其他教授分享我們的工作真是太好了。從某種意義上說，我們正在與他們競爭，但我們的工作也將從他們的知識和研究中受益。”

未來無線的夢想系統

佐治亞理工學院的電路與系統中心（CCS）是該大學為通信，雷達和醫療保健應用開發高頻電子設備的努力的核心，Wang hua教授所在的CCS中心擁有8名核心教職人員，以及90多名博士和12名博士后學者。

王教授自2012年以來一直在佐治亞理工學院工作，在學術界之前，他曾在Intel和Skyworks Solutions工作，領導了毫米波電路和系統以及低成本蜂窩前端模塊（FEM）的新型解決方案的開發。

CCS中心的主要重點之一是探索用于5G和6G以上通信和傳感的RF / mmWave / THz集成電路和系統。其他與無線相關的研究主題包括天線/電子協同設計；功率放大器；以及人工智能（AI）輔助的自適應RF / mmWave電路和MIMO系統。CCS中心還在高性能計算，低溫電子學，生物電子學和生物傳感器，物理層安全性以及基于AI的設計自動化方面擁有廣泛的研究組合。

“我們將重點廣泛放在創新無線電路/系統設計上。特別是推動了輸出功率，帶寬和RF / mm-Wave FEM電子設備的重新配置。”Wang教授說。“所有這些對于5G以及之后的市場來說都非常重要，因為頻率越高，信號路徑損耗就越高。要克服這一點，每個電路元件都需要更強大。而且，由于越來越多的毫米波系統將要陣列化，熱管理變得困難，功率效率從未如此重要。”

他說：“對于未來的無線通信，我們的首要任務是找到以高線性度在海量數據速率下傳輸和接收信息的最佳方法。”

Wang教授說，天線/電路協同設計的需求也越來越大，因為在更高的頻率下，波長更短，并且波長已經達到與平面電子電路相同的尺寸。他說：“這為直接在天線域進行功率組合，濾波，噪聲消除甚至衛星通信開辟了有趣的可能性，但必須全面考慮所有內容。例如，現在我們有機會重新設計無線前端系統架構，并考慮分布式電子設備和輻射結構如何一起調制，傳輸和接收復雜的電磁信號。我們可以探索它們在通信、成像和傳感中的用途。但是，這里的許多創新必須依賴具有不同抽象級別具有不同領域知識的協同設計。協同設計在封裝方面也很重要——將天線放在封裝或芯片上是個問題。”

Wang教授說，GF的技術平臺在這方面具有許多優勢。“45 RFSOI平臺在基板中具有高電阻率，您可以使用它來制造高效的mmWave前端電路和天線。對于5G，我們一直在使用它和22FDX平臺，因為它們非常適合高的mmWave應用。此外，基于各種研究，我們看到了SiGe器件的前景，這些研究表明它們的Fmax（晶體管速度）可以提高到700GHz或更高，并且該技術有助于實現大規模高效率的制造。”

Wang教授警告說，速度只是未來高頻無線系統的一項關鍵要求。同樣重要的是在未知或動態環境中以低延遲處理信號復雜性的能力。

“我的夢想是將先進的SiGe器件與高性能CMOS技術集成在一起，以幫助實現下一代無線電子設備所需的配置。幸運的是，這要歸功于GF，我和我的學生都可以方便使用。”