1、高速集成电路技术：迈向100 GHz逻辑的征程

高速集成电路技术：迈向100 GHz逻辑的征程

1. 高速集成电路技术概述

在当今科技飞速发展的时代，高速数字电子领域取得了显著的进展。过去五年间，小规模半导体集成电路的时钟速率迅速提升，100 GHz时钟运行的小规模集成电路的实现似乎已近在咫尺。这一技术的发展在商业和军事领域都有着重要的应用。

1.1 商业应用

语音和数据通信的爆炸式增长为高速集成电路带来了巨大的市场需求。目前，10 Gb/s时分复用光纤数据传输系统已投入使用，40 Gb/s的集成电路也在快速研发中。光纤能够支持更大的带宽，超过40 GHz的集成电路操作在技术上并无根本性困难，100 Gb/s甚至160 Gb/s速率的芯片组未来有望问世。

1.2 军事应用

军事雷达和通信系统在发射机中使用直接数字频率合成和数模转换器，在接收机中使用模数转换器。这些应用要求在获得最高带宽的同时具备极高的动态范围。过采样技术被广泛应用于增加动态范围，所需的时钟速率可迅速接近100 GHz。

2. 不同技术的高速集成电路进展

2.1 CMOS技术

Fukaishi等人报道了采用0.25μm CMOS技术制造的5 Gb/s串行链路的电路和系统设计。该设计采用树型解复用器和频率转换架构，能够有效克服传统CMOS器件的性能限制。随着CMOS串行链路向0.13μm迁移，将对目前的10 Gb/s SiGe芯片组构成严重的竞争威胁。

2.2 Si/SiGe技术

Wurzer等人和Washio等人报道了高速Si/SiGe双极晶体管和数字集成电路。这些晶体管经过积极缩放，关键特征尺寸约为0.