München, 9. Februar 2006 – Infineon Technologies, ein führender Anbieter von leistungsfähigen Kommunikations-ICs, präsentierte auf der ISSCC 2006 (IEEE International Solid-State Circuits Conference) in San Francisco (4.- 8. Februar 2006) in mehreren technischen Vorträgen entscheidende Meilensteine beim Chip-Design für die nächsten Generationen von Multimedia-Kommunikationslösungen. Die vorgestellten innovativen Schaltungskonzepte beschreiben Lösungen für die mobile Breitband-Kommunikation, die auch den Anforderungen künftiger Kommunikationstechnologien genügen.

Insbesondere mit der Präsentation von hoch integrierten Produkten für drahtlose Anwendungen unterstrich Infineon seine führende Technologieposition bei Kommunikations-ICs. So wurden erstmals nahezu alle Funktionen eines Quad-Band GSM/GPRS-Mobiltelefons auf nur einem CMOS-Chip integriert. Außerdem wurde der erste WiMedia/MBOA-kompatible UWB-Transceiver, ebenfalls in CMOS-Technologie, vorgestellt. Darüber hinaus präsentierte Infineon einen leistungsfähigen GSM/EDGE Basisband-Prozessor in 90-nm-Technologie mit speziellen Multimedia-Funktionen als kosteneffektive und Strom sparende Lösung für Multimedia-Mobiltelefone.

„Mit der Entwicklung und Fertigung innovativer Halbleiter-Produkte und -Lösungen für die reibungslose Übertragung von Telefongesprächen, Hochgeschwindigkeitsdaten und TV-Programmen über verschiedene Netzwerk-Infrastrukturen und vielfältige Endgeräte definiert der Geschäftsbereich Communication Solutions von Infineon die Zukunft der Kommunikationstechnologie,“ sagte Prof. Dr. Hermann Eul, Vorstandsmitglied und Leiter des Geschäftsbereiches Communication Solutions von Infineon. „Die vorgestellten Beiträge dokumentieren einmal mehr, dass Infineon bestens vorbereitet ist, um auch für die künftigen Generationen konvergierender Kommunikationsprodukte, getrieben von mehr Leistung, mehr Mobilität, geringerer Stromaufnahme und geringeren Kosten, hoch entwickelte Siliziumlösungen bereit stellen zu können.“

Die wichtigsten ISSCC-Beiträge von Infineon zu Kommunikationslösungen sind im Folgenden zusammen gefasst, wobei insbesondere Fortschritte beim Chip-Design für drahtlose Applikationen herausgestellt werden.

Vollständig integriertes SoC für GSM/GPRS in 130-nm-CMOS

Bei diesem Systemdesign wurde nahezu ein komplettes Quad-Band GSM/GPRS-Mobiltelefon auf einem 130-nm-CMOS-Chip integriert. Dazu gehören HF- sowie Analog/Mixed-Signal-Funktionen, DSP (Digitaler Signalprozessor), Applikationsprozessor, RAM/ROM und Audio-Funktionen. Eine der größten Herausforderungen bei der Inte-gration von digitaler Logik und HF-Funktionalität auf einem Chip ist das Nebensprechen. Der Vortrag zeigt, wie das Nebensprechen zwischen den digitalen und HF-Schaltungsblöcken minimiert werden konnte, um bei der Single-Chip-Implementierung die Spezifikationen für alle Bänder bzw. Kanäle zu erfüllen. Der präsentierte Chip ist der wesentliche Bestandteil eines GSM-Mobiltelefons. Zusammen mit einem Leistungsverstärker, Power-Management-Chip und einigen Schaltern bzw. Filtern lässt sich ein komplettes Quad-Band GSM/GPRS-Mobiltelefon äußerst kompakt und kostengünstig realisieren.

Basisband-Prozessor in 90-nm-Low-Power-CMOS für GSM/EDGE mit 380-MHz-ARM9-Core, Mixed-Signal- und Multimedia-Erweiterung

Der präsentierte Basisband-IC integriert einen leistungsfähigen ARM926-Prozessor-Core mit 380 MHz zusammen mit einem TEAKlite DSP. In Kombination mit speziellen Multimedia-Erweiterungen wie einem 16-bit-HiFi-Audio-Frontend und Analog/Mixed-Signal-Funktionen stellt der Chip eine kosteneffektive Lösung für Multimedia-Telefone dar. Der um bis zu 40 Prozent verringerte Leistungsverbrauch sorgt für deutlich längere Batterie-Betriebszeiten.

CMOS-HF-Transceiver für UWB nach WiMedia/MBOA-Anforderungen

UWB (Ultra-Wideband) ist eine Funk-Technologie für kurze Entfernungen (so genannte „persönliche Netzwerke“ – personal area network) und ergänzt weiter reichende Technologien wie Wi-Fi oder WiMAX einerseits sowie die Mobilfunk-Kommunikation andererseits. UWB wird für die drahtlose Übertragung von einem Host auf andere Geräte über Entfernungen von bis zu 10 Metern eingesetzt. Der von Infineon entwickelte 130-nm-CMOS-HF-Transceiver ist der erste Chip, der die WiMedia/MBOA (Multi-Band OFDM Alliance)-Anforderungen für die UWB-Daten-Kommunikation über das 3-5 GHz-Band erfüllt. Gegenüber bisherigen CMOS- und BiCMOS-SiGe-Implemen-tierungen zeigt der neue Chip eine deutlich höhere Ausgangsleistung (15 dB) und ein reduziertes Rauschen (3,6 bis 4,1 dB).

In zwei weiteren Vorträgen stellte Infineon Basis-Entwicklungen beim Halbleiter-Design vor, die in Schlüsselkomponenten für künftige Kommunikationssysteme einfließen:

Digital gesteuerter Oszillator in 65-nm-CMOS-Technik mit 10 bit bei 10 GHz

DCOs (digital gesteuerte Oszillatoren) sind wesentliche Schaltungskomponenten für die Implementierung von voll integrierten digitalen PLLs (Phase Lock Loops) in HF-Transceivern für Mobiltelefone. Der von Infineon auf der ISSCC 2006 vorgestellte Chip ist der erste DCO, der mit Frequenzen von mehr als 10 GHz arbeitet. Mit neuen Architektur- und Layout-Konzepten bietet der 65-nm-CMOS-Baustein eine geringe Leistungsaufnahme und ein gutes Tuning-Verhalten. Der DCO benötigt nur 3,0 mA bei einer 1,1-V-Versorgung.

Selbständig kalibrierende 14-bit-100MS/s-ADCs in 130-nm-CMOS-Technik

Hochintegrierte Kommunikationssysteme erfordern schnelle und hoch auflösende Analog/Digital-Wandler (ADCs) mit geringer Leistungsaufnahme. In konventionellen Pipeline-ADCs benötigen die Frontend-S/H(Sample/Hold)-Stufe und der erste multiplizierende DA-Wandler die meiste Leistung. Das von Infineon präsentierte neue ADC-Design erlaubt den Verzicht auf die Frontend-S/H-Stufe durch eine innovative Ladungskompensation. Damit wird die Leistungsaufnahme reduziert. Eine neue digitale Kalibrierungs-Architektur ermöglicht den Einsatz von einfachen Operationsverstärkern mit geringer Verstärkung sogar für hohe Auflösungen. Die vorgestellte Chip-Architektur arbeitet mit einer 1,5-V-Versorgung und ist bereits für weiter reduzierte Prozessgeometrien mit noch kleineren Versorgungsspannungen ausgelegt.