Unser institutsübergreifendes Technologieangebot im Bereich »Microwave & Terahertz«

Microwave & Terahertz

Die Technologieplattform Microwave & Terahertz bietet Fertigsysteme ebenso wie kundenspezifische Lösungen bis in den THz-Bereich.

Dabei bieten wir unser Know-how entlang der gesamten mikroelektronischen Wertschöpfungskette an – von der Entwicklung über die Herstellung, Verpackung, Charakterisierung und Prüfung kostengünstiger, leistungsstarker und zuverlässiger Geräte, integrierter Schaltkreise sowie Anwendungssyteme.

Bei der Entwicklung konzentrieren wir uns auf zukunftsweisende Anwendungen, insbesondere aus den Bereichen Kommunikation und Sensorik (u.a. 5G-mm-Wellen- oder Radarerfassung für autonome / selbstfahrende Fahrzeuge).

  • Fundiertes Wissen und langjährige Erfahrung in Packaging und Heterointegration für Hochfrequenz-Anwendungen
  • hochmoderne Geräte und Schaltkreise für Anwendungen bis in den THz-Bereich
  • Design für Systeme, z.B. für die Kommunikation oder hoch- und ultrahoch-Frequenzen
  • Die FMD bietet Si- und Verbindungshalbleiter-basierte Reinräume, die die Verarbeitung von Si, SiGe, InP, GaN/SiC, InGaAs/GaAs zur Herstellung von Geräten wie HBTs, HEMTs, passive Strukturen oder mm-Wave Integrated Circuits (MMICs)
  • F & E zur Integration von III-V-Materialien in Si-basierte Technologien
  • Integration von InP-basierter HBT BICMOS-Technologie in einen Einzel-Chip
  • Test und Charakterisierung von designten, mit SiGe:C -hergestellten und -zusammengesetzten Systemen (auch in rauen Umgebungen)

 

Europractice IC Service: Multi Project Wafer (MPW) und Prototyping 

 

Im Rahmen des EUROPRACTICE IC Services bietet das Leibniz IHP als Teil der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland einen Fertigungsservice für Multi Project Wafer (MPW) und Prototyping an. Weitere Informationen finden Sie hier.

Flyer Microwave & Terahertz

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MIRANDA-94: Hochauflösende Echtzeit-SAR-Bildgebung

 

5G Infrastruktur für die kabellose Kommunikation der Zukunft

Compact Microwave Plasma Source

a versatile tool for various applications

GaN Microwave & Power Switching Devices

InP HBT Technology for Terahertz Applications

RF, Microwaves & Milimeter Waves

Hochfrequenz-Elektronik

Die Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland zeigt mit ihren 13 Mitgliedsinstituten der Fraunhofer-Gesellschaft und Leibniz-Gemeinschaft Forschungsleistungen von internationaler Exzellenz. Damit trägt die FMD dazu bei, dass Deutschland und Europa einen Spitzenplatz in der Forschung und Entwicklung einnehmen. Einige ausgewählte Forschungshighlights und Leuchtturmprojekte im Bereich Hochfrequenz-Elektronik finden Sie nachfolgend.

Die Liste aller Publikationen für die Technologieplattform Microwave & Terahertz zum Download:

III-V-MOSHEMT – Neuartige Transistor-Technologie mit Rekord-Betriebsfrequenzen

Verstärkerschaltung mit MOSHEMT-Transistoren bei 243 GHz.
© Fraunhofer IAF
Verstärkerschaltung mit MOSHEMT-Transistoren bei 243 GHz.

Kombination der Vorteile von III/V-Halbleitern und Si-MOSFETs in einem neuartigen Bauelement (Metalloxidhalbleiter-HEMT – MOSHEMT)

  • Die maximale Oszillationsfrequenz von 640 GHz übertrifft den weltweiten Stand der Technik für jegliche MOSFET-Technologie, einschließlich des Silizium-MOSFETs
  • Reduzierung des Gate-Leckstroms um mehr als den Faktor 1000
  • Weltweit erster Verstärker-IC auf Basis von InGaAs-MOSHEMTs für den Frequenzbereich zwischen 200 und 300 GHz

Kooperationen:

EU-Projekt INSIGHT (H2020)
EU-Projekt SEQUENCE (H2020)


Veröffentlichungen:

Tessmann et al. (2019): 20-nm In0.8Ga0.2As MOSHEMT MMIC Technology on Silicon; IEEE Journal of Solid-State Circuits (Volume: 54, Issue: 9 , Sept. 2019), DOI: 10.1109/JSSC.2019.2915161

Leuther, A. et al. (2019): THz frequency HEMTs: Future trends and applications, Compound Semiconductor Week, CSW 2019. Proceedingss, Japan, DOI: 10.1109/ICIPRM.2019.8819000

Tessman, A. et al. (2018): High gain 220 - 275 GHz amplifier MMICs based on metamorphic 20 nm InGaAs MOSFET technology, IEEE BiCMOS and Compound Semiconductor Integrated Circuits and Technology Symposium, BCICTS 2018, USA, DOI: 10.1109/BCICTS.2018.8550836

Weiterführende Informationen:

MOSHEMT – neuartige Transistor-Technologie erreicht Rekordfrequenzen

Digitale Leistungsverstärker

Hoch effizient und kompakt: neuartiger GaN-basierter digitaler Leistungsverstärker MMIC (3-stufig). Das neuartige Konzept liefert höchste PAE (40 %) über 10 dB Power Back-Off Bereich bei 900 MHz. Höchste Linearität erreicht: mit Hilfe von Gegentakttreibern liefert digitaler Verstärker nach DPD mehr als 50 dB A.
© Leibniz FBH
Hoch effizient und kompakt: neuartiger GaN-basierter digitaler Leistungsverstärker MMIC (3-stufig). Das neuartige Konzept liefert höchste PAE (40 %) über 10 dB Power Back-Off Bereich bei 900 MHz. Höchste Linearität erreicht: mit Hilfe von Gegentakttreibern liefert digitaler Verstärker nach DPD mehr als 50 dB A.
  • Weltweit erste komplett digitale Transmitterkette realisiert
  • Realisierung einer GaN-basierten rein digitalen Senderkette im Mikrowellenbereich
  • Neuartiges (patentiertes) Modulatorkonzept, digitaler PA (patentiert), Filter, Schalter (Patente: US 2019 / 0131999 A1 & DE 102016106790A1)

Kooperationen:

DFG-geförderte Projekte (WE 6288/3-1, WE 6288/1-1)


Veröffentlichungen:

Hühn, F. et al. (2017): A New Modulator for Digital RF Power Amplifiers Utilizing a Wave-Table Approach, International Journal of Microwave and Wireless Technologies, Volume 9, Issue 6, pp. 1251 – 1260, July 2017. DOI: 10.1109/EuMC.2016.7824474

Hühn, F. et al. (2019): Highly Compact GaN-based All-Digital Transmitter Chain Including SPDT T/Rx Switch for Massive MIMO Applications, International Journal of Microwave and Wireless Technologies, Vol. 11, Special Issue 7, pp. 609 - 617, April 2019.
DOI: 10.1017/S175907871900045X

Hühn, F. et al. (2019): A Reconfigurable Modulator for Digital Outphasing Transmitters, IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest 2019, pp. 1480 – 1483, USA 2019. DOI: 10.1109/MWSYM.2019.8700817

Hoffmann, T. et al. (2019): GaN Digital Outphasing PA, Proceedings of the 49th European Microwave Conference (EuMC) 2019, pp. 551 - 554, France. DOI: 10.23919/EuMC.2019.8910788


Weiterführende Informationen:
Digital PA Lab

SiGe Single-Chip Radare

Der Radar-Chip im offenen QFN-Package, welches auf einer FR4-Platine befestigt ist.
© Fraunhofer FHR
Der Radar-Chip im offenen QFN-Package, welches auf einer FR4-Platine befestigt ist.
  • Entwicklung breitbandiger analoger Schaltungen bis 300 GHz für Hochauflösende Bildgebung mittels SAR- und ISAR-Verfahren --> Weltweit erste SAR-Bilder bei 300 GHz
  • Integrierte FMCW-Radarchips bis 240 GHz
  • Entwicklung mehrkanaliger Sende-/Empfangschips für MIMO-Anwendungen

Kooperationen:

EU-Projekt RadiFLAT
Sonderforschungsbereich Marie


Veröffentlichungen:

Thomas, S. et al. (2019): A SiGe-Based 240-GHz FMCW Radar System for High-Resolution Measurements, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 67, no. 11, pp. 4599-4609, Nov. 2019. DOI: 10.1109/TMTT.2019.2916851

Thomas, S. et al. (2016): A Compact, Energy-Efficient 240 GHz FMCW Radar Sensor with High Modulation Bandwidth, Proc. German Microwave Conference (GeMiC) 2016, Germany. DOI: 10.1109/GEMIC.2016.7461639

Thomas, S. et al. (2017): Ultra-Wideband Signal Generation at 300 GHz in a SiGe BiCMOS Technology, Proc. 12th European Microwave Integrated Circuits Conference (EuMIC), Germany, 2017. DOI: 10.23919/EuMIC.2017.8230679

Weiterführende Informationen:

Hochauflösendes 240-GHZ-Radar mit SiGe-Chip

 

»Wir unterstützen den 5G-Netzausbau im Millimeterwellenbereich.«

Technologiepark-Manager Dr. Stephan Guttowski spricht im Interview über die Herausforderungen und Chancen im Bereich Microwave & Terahertz.