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现代数据中心、高精度测量系统以及高分辨率雷达传感器，都需要兼具低噪声与高输出功率的超宽带放大芯片。弗劳恩霍夫应用固态物理研究所（Fraunhofer IAF）的研究人员研发出一款在上述各项性能上表现优异的单片微波集成电路（MMIC）。
这款分布式放大器（DA）在4‑420 GHz频率范围内，可以实现11±2 dB增益。芯片采用20 nm栅长的硅基铟镓砷（InGaAs‑on‑Si）材料体系制备的高电子迁移率晶体管（HEMT）。该芯片前代产品则是采用35 nm栅长，制作在砷化镓（GaAs）衬底之上。
磷化镓光子芯片的焦点合成微距照片，该芯片上制备有多个螺旋波导以及其他测试结构，芯片宽度仅0.55厘米。
该MMIC相关成果首次发表于《IEEE Microwave and Wireless Technology Letters》期刊论文。放大器能够实现的带宽（BW）是宽带系统设计中的核心参数，这类宽带系统包含测量传感设备、雷达以及通信系统。过去数年，分布式放大器取得亮眼性能，实现最高300 GHz带宽。但其高频上限受Mason增益极限约束，这也是分布式放大器面临的主要难题。想要工作在亚毫米波（sub‑mmW）频段，就必须采用太赫兹晶体管工艺。能够工作在亚毫米波频段的分布式放大器MMIC，公开文献中仅有少量报道。
而在该论文中，研究团队研制了一款分布式放大器MMIC，目标将放大器MMIC工作带宽的性能标杆提升至400 GHz以上。实测噪声系数：标准偏置条件下202 GHz以内NF为3.2‑7.7 dB；低噪声偏置条件NF为2.8‑6.7 dB。高频噪声系数表现尤为突出：163‑202 GHz频段，标准偏置平均NF=5 dB，低噪声偏置平均NF=4.7 dB，噪声系数性能处于当前分布式放大器第一梯队。
兼顾高带宽、高输出功率与低噪声
Fraunhofer IAF高频电子业务部副部长、该MMIC芯片研发负责人Fabian Thome博士介绍：“我们这款MMIC放大器的突出优势，是把带宽、噪声、输出功率这些关键参数实现了难得的组合。在202 GHz以内，芯片噪声系数为3.2‑7.7 dB；如果配置为低噪声工作模式，噪声系数可降至2.8‑6.7 dB；饱和输出功率可达6‑8 dBm。”
宽带MMIC实际应用：数据中心、测量系统、雷达传感器
这类宽带放大器对于采用光数据传输的新一代数据中心意义重大，被应用在光信号与电信号互相转换的接口模块中。光数据传输可以实现更高传输速率，设备体积也可以做得更加紧凑。随着人工智能应用大规模普及，现代数据中心的市场需求正在快速增长。
除此之外，兼具低噪声、高输出功率的宽带芯片，还能够助力打造精度更高的测量系统、分辨率更强的雷达传感器。性能更强的芯片，可以提升整套系统的分辨率、探测距离与探测灵敏度。
