由于火箭工程、卫星技术和射频半导体的进步，从太空提供宽带和蜂窝连接已变得可行。通过这些进步和创新，我们现在能够建立足够的卫星星座，并提供经济实惠的地面终端，以支持具有可靠连接的无缝全球通信网络。
在设计 SATCOM 地面终端时，我们的目标是接收来自太空的信号，其质量应允许对接收到的数据进行解调。信噪比受卫星发射信号的功率和带宽、卫星轨道高度和接收器噪声增益（G/T）的影响。在这些因素中，G/T 比值是唯一可由地面终端设计人员控制的参数。
在这种情况下，分子中的增益 (G) 由相控阵的面积决定，而相控阵的面积与相控阵元件的数量相关。分母中的噪声温度 (T) 由低噪声放大器 (LNA) 的噪声系数 (NF) 决定。通过降低低噪声放大器的噪声系数，设计人员可以在保持相同信噪比（G/T 保持不变）的情况下降低相控阵的增益。因此，降低 NF 可直接减少所需的相控阵元件数量。NF 每提高 0.1 dB，相控阵元件数量就会减少 5%。更少的天线元件需要更少的芯片，这就强调了选择具有合适 NF 的适当技术对地面终端总体成本的重大影响。
GlobalFoundries 为 SATCOM 前端和波束形成器提供三种由美国制造的射频工艺技术，按数字密度排列：45RFSOI、45RFE 和 130NSX。
45RFSOI 是一种部分耗尽射频 SOI 技术，专为采用 40 纳米逻辑的毫米波相控阵而开发。该平台提供匹配的高性能 nFET/pFET regular Vt (RVT) 器件（ft/fmax 分别为 290/330GHz 和 245/300GHz）和先进的 nFET (ADNFET)，ft/fmax 为 230/400GHz，最大电压比 RVT 器件提高 20%[Jain 2021]。它配备了全套无源器件（电容器、电阻器、二极管、ESD、eFuse）以及 SRAM。最后，它提供了三个后端金属堆栈，并支持双厚铜和厚铝，可用于高 Q 值电感器。
过去十年间，我们的客户、大学合作伙伴和内部参考设计人员发表了 300 多篇有关 45RFSOI 电路的论文。最近的一些例子包括 Ka、Q 和 D 波段波束成形器 [Baek 2025、Ren 2024、Ahmed 2024、Khalil 2021]、1.3dB NF Ku 波段 LNA [Kanar 2023]、27dBm/44% PAE Ku 波段 PA [Alluri 2024]、19dBm/48% PAE Ka 波段 PA [Syed 2020]、20dBm/38% PAE Doherty Ka 波段 PA [Ibrahim 2025]，以及高线性度 Ku 波段混频器 [Hassan 2025]。
45RFE 是在高电阻率衬底上的部分耗尽射频 SOI，提供两个栅极电介质，以实现最佳射频性能、高电压支持和低漏电。它包括三种 nFET：RVT、ADNFET 和 DGADNFET，电压处理能力不断提高。该平台支持电阻器、电容器、二极管、ESD 和 eFuse 等无源器件。带有 2 层厚铜层的 8 金属层堆叠可实现高 Q 值通量。GF 于 2024 年发布了这一技术[Jain 2024]，在 Ka 波段突出显示了 1.3dB LNA 和 21dBm/44% PAE PA。
130NSX 是一种基于高电阻率基板的体 CMOS 技术。它为低噪声放大器应用提供薄氧化物器件，在 Ku/Ka 频段表现出卓越的性能。它包括厚氧化物数字逻辑、无源元件（电容器、电阻器、ESD、eFuse）和不同的后端金属堆叠，其中厚铜和铝可实现高 Q 值电感器。GF 的参考设计团队发布了一系列电路示例，展示了 130NSX 在 SATCOM 应用中的卓越性能。其中包括 Ku 波段的 0.95dB NF LNA [Das 2024]、Ka 波段的 1.2dB NF LNA [Kakara 2024]，以及 Ku 波段的 16dBm / 50% PAE PA [Bantupalli 2024]。
如果您想进一步了解 GF 针对 SATCOM 应用的差异化射频和超低功耗 CMOS 产品组合，我们诚邀您在即将于 6 月 17-19 日在加利福尼亚州旧金山举行的 2025 年国际微波研讨会 (IMS) 上参观我们的展台（149 号）。我们期待与您交流，探讨 GF 如何支持您的下一代创新。
Alex Margomenos 负责 GlobalFoundries 射频产品线的产品管理。射频产品线包括 RFSOI、RF GaN 和 SiGe 技术，为蜂窝射频前端、卫星通信、航空航天和国防以及蜂窝基础设施提供支持。他已在 GlobalFoundries 任职四年。此前，他曾在 Apple、英特尔、英飞凌和 HRL 实验室担任管理和个人贡献者职位。
