Новые проекты российских предприятий в области создания компонентов и модулей СВЧ-электроники
В этом году Национальный исследовательский университет «МИЭТ» выступает инновационным и информационным партнером, а также спонсором детской программы форума «Микроэлектроника 2024» — ключевого события года в мире электронных технологий, которое состоится этой осенью в «Сириусе». В преддверии форума рассказываем о секциях Научной конференции, спикерами которых станут миэтовцы или другие представители научного сообщества, государственных структур и бизнеса.
26-27 сентября в рамках Научной конференции форума «Микроэлектроника 2024» участники секции «СВЧ интегральные схемы и модули» обсудят вопросы разработки и изготовления полупроводниковых МИС и интегральных модулей СВЧ диапазона.
Модераторы:
- Вадим Миннебаев, кандидат технических наук, доцент, АО «Микроволновые системы»
- Петр Панасенко, доктор технических наук, профессор, АО «НИИМЭ»
- Игорь Мухин, кандидат технических наук, АО «Завод ПРОТОН»
– Разработка полупроводниковых изделий на материалах группы А3В5
– Разработка методов проектирования и изготовления полупроводниковых МИС на Si, SiGe по биполярной, КМОП и БиКМОП технологиям
– Разработка аппаратуры наземного и космического назначения на МИС и СВЧ модулях
В настоящее время ряд российских компаний реализует перспективные проекты в области разработки и производства МИС и модулей СВЧ-диапазона.
Основные направления деятельности АО «Микроволновые системы», отмечающего в 2024 году 20-летие – разработка и серийное производство широкополосных твердотельных СВЧ-усилителей, приемо-передающих модулей, СВЧ-транзисторов, монолитных и гибридных интегральных СВЧ-микросхем. Компания серийно выпускает усилители с выходной мощностью от 0,1 до 150 Вт, работающие в октавных и многооктавных полосах частот от 0,5 до 22 ГГц.
Специалистами АО «Микроволновые системы» разработаны и поставляются импульсные усилители мощности со встроенными источниками вторичного питания с предельно низким уровнем вносимых фазовых и амплитудных флуктуаций для радиолокационных систем. Они используются для усиления зондирующего сигнала, подаваемого на распределительную систему АФАР. Предприятие развивает направление высокомощных импульсных усилителей спектрально чистого сигнала мощностью несколько сотен и более Вт. В портфеле предприятия есть и изделия в микрокорпусах: 50-Вт внутри-согласованный транзистор Х-диапазона и 12-Вт СВЧ-микромодуль предусилителя к нему.
В последнее время АО «Микроволновые системы» активно расширяет работы по созданию радиотехнических систем и их составных частей. Это многофункциональные компактные решения в области радиолокации, навигации и связи с использованием технологии АФАР для авиационных, морских и сухопутных платформ, предназначенных для применения в интересах различных коммерческих предприятий, государственных служб и ведомств. Отличительная особенность этого направления – широкий набор собственных компетенций АО «Микроволновые системы» – от разработки СВЧ ЭКБ со специальными техническими характеристиками и создания микромодулей СВЧ на ее основе до разработки законченных радиотехнических комплексов. В 2023 году завершена разработка и осваивается производство приемо-передающих модулей X- и Ku-диапазонов для радиолокационных систем с АФАР.
В НИЯУ МИФИ активно ведутся разработки в области интегральной СВЧ-электроники. Недавно сотрудниками кафедры электроники и кафедры микро- и наноэлектроники университета был спроектирован уникальный радиационно-стойкий СВЧ-усилитель в интегральном исполнении, рассчитанный на применение в различных областях, в том числе в космической. Специально разработанная топология кристалла СВЧ-усилителя обеспечивает радиационную стойкость. По словам разработчиков, усилитель достаточно универсален, его можно применять в космосе, коммуникационных системах, физических экспериментах в ЦЕРНе, системах детектирования и других областях.
При этом для создания СВЧ-усилителя сотрудники НИЯУ МИФИ доработали методологию проектирования радиационно-стойких устройств. Все, кто занимается разработкой радиационно-стойкой электроники, сталкиваются с большим количеством проблем, среди которых – отсутствие технологических библиотек СВЧ-элементов, снабженных радиационно-ориентированными моделями, отсутствие функциональных блоков с известными показателями радиационной стойкости, отсутствие ряда важных этапов в типовом маршруте проектирования, связанных с обеспечением радиационной стойкости, и многие другие.
Новый комплексный проект в области создания СВЧ-компонентов выполняет АО «НИИЭТ». В рамках проекта по разработке и освоению серийного производства импульсных LDMOS-транзисторов с выходной мощностью до 1000 Вт для авионики и радарных систем в UHF-, L- и S-диапазонах частот специалисты предприятия создают серию из пяти мощных импульсных СВЧ LDMOS-транзисторов, оптимизированных для работы в каждом диапазоне рабочих частот, характерном для конкретной системы авиационного бортового оборудования. В серию входят LDMOS-транзисторы для применения в усилителях мощности бортового радионавигационного оборудования, систем ближней навигации, обзорных РЛС авиационного и наземного базирования, систем государственного опознавания и РЛС S-диапазона. В основе проекта – новейшая отечественная LDMOS-технология, использующая последние достижения отечественной микроэлектроники в данной области.
Применение разрабатываемых в рамках данного проекта отечественных мощных СВЧ LDMOS-транзисторов позволит достигнуть повышенных энергетических параметров аппаратуры, в первую очередь – более высокую выходную импульсную мощность. Сегодня не существует серийно выпускаемых отечественных транзисторов, способных отдавать высокую выходную мощность на характерных для авиационного оборудования диапазонах частот с требуемым уровнем коэффициента полезного действия и коэффициента усиления. Между тем, именно эти параметры позволяют увеличивать дальность действия радиолокационных средств, сокращать число используемых усилительных элементов, благодаря чему можно добиться снижения габаритов и массы оборудования, что очень важно в авиационном применении. В сравнении с применением зарубежных аналогов основное преимущество это меньшая стоимость конечного изделия и отсутствие риска срыва поставок из-за санкций.