Am IHP - Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik (IHP) haben die Forscher um Dr.-Ing. Mohamed Hussein Eissa erfolgreich einen neuen siliziumbasierten Leistungsverstärker entwickelt, der die Technologieentwicklung von Beyond-5G vorantreibt. Erreicht wurde dies durch den Einsatz der aktuellen SG13G3-Technologie des IHP, die ihr Potenzial für die weitere Entwicklung neuer führender siliziumbasierter integrierter Schaltungen im Sub-THz-Bereich beweist. Die Ergebnisse wurden in den IEEE Microwave and Wireless Components Letters veröffentlicht und die Forschung wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Die Veröffentlichung erhielt den angesehenen Tatsuo Itoh Paper Award 2024 für den bedeutendsten Beitrag unter den in dieser Publikation veröffentlichten Artikeln. Bewertet werden technische Güte, Bedeutung des Beitrags und Präsentation.
Leistungsverstärker sind notwendig, um die Signalstärke der übertragenen Signale zu steigern. Das elektrische Signal durchläuft mehrere kaskadierte Verstärkerstufen, bevor es den Ausgang der integrierten Schaltung oder die Antenne des Sendesystems erreicht. Die Nachfrage nach solchen integrierten Schaltungen ist in unserer vernetzten Welt aufgrund des schnell wachsenden Bedarfs an Kommunikations- und Radartechnologien hoch.
"Der vorgestellte Leistungsverstärker erreicht eine doppelt so große Bandbreite bei einem 1,5-fach besseren Wirkungsgrad als die bisherigen siliziumbasierten Verstärker über 200 GHz", erklärt der leitende Wissenschaftler Dr.-Ing. Mohamed Hussein Eissa. Er arbeitet seit Oktober 2014 am IHP als wissenschaftlicher Mitarbeiter und späterer Leiter der Millimeter-Wave and THz-Sensors Group, in der Abteilung Circuit Design.
Weitere neue Anwendungsbereiche für die vom IHP entwickelten Leistungsverstärker sind Sub-THz-Bildgebungssysteme für Sicherheitsanwendungen oder gemeinsame Kommunikations- und Erfassungssysteme, die für den kommenden 6G-Standard relevant werden. Hier werden die übertragenen Funksignale zur Kommunikation und gleichzeitig auch zur Ortung von Objekten genutzt, ergänzend zu klassischen Radaransätzen.
Die Forschung wurde im Kontext der immer stärker werdenden Nutzung von Siliziumtechnologien bei Subterahertz-Frequenzen durchgeführt, d. h. im Spektrum zwischen 100 und 1000 GHz.