JSSC 2020第6期RF & Wireless32nm

A 250-mW 60-GHz CMOS Transceiver SoC Integrated With a Four-Element AiP Providin

一款低功耗、小尺寸的60GHz CMOS收发器SoC，集成四天线封装，提供宽波束覆盖。

32nm CMOS, 250mW功耗, 17.1dBm EIRP, 6.1dB噪声系数, 4.62Gb/s数据速率

60GHzCMOS收发器天线封装毫米波802.11ad

▸创新点1：正交低指向性波束切换提高角度覆盖（系统创新）。通过切换两个正交低指向性天线波束，实现2.9π立体角的宽覆盖范围，解决了毫米波在便携设备中因移动和旋转导致的信号中断问题，实测802.11ad协议兼容性覆盖率达3π立体角。

▸创新点2：集成四天线封装设计（系统创新）。采用3.2mm×3.2mm有机封装集成两发两收天线，实现紧凑型60GHz射频前端，EIRP达17.1dBm（发射模式），噪声系数6.1dB（接收模式），功耗<250mW。

▸创新点3：内置自测试(BIST)功能（电路创新）。在32nm CMOS芯片中集成ADC和微控制器，支持全链路自校准与性能监测，提升量产测试效率，同时降低对外部测试设备的依赖。

▸创新点4：全集成毫米波SoC设计（电路创新）。单芯片整合TX/RX射频前端、混频器、基带电路、PLL及LO链，支持4.62Gb/s数据传输（802.11ad最高速率），TX EVM<-22dB，RX灵敏度<-54dBm。

Abstract

In this article, we present a low-power, small form- factor, 60-GHz packaged radio featuring broad beam coverage. We increase angular coverage by beam switching between two orthogonally pointed low directivity beams that are created using two different antennas integrated in package. The resulting wide angular coverage of the radio makes radio links robust to move- ment and rotation; this improvement overcomes a key challenge for millimeter-wave (mmWave) deployment in portable electron- ics. We