维度网讯，比利时微电子研究中心（Imec）正在升级其300毫米射频硅中介层，使之成为用于异质集成III-V小芯片的系统级平台。该平台将高密度嵌入式电容器、可扩展无源元件建模框架和激光辅助键合技术相结合，应用于毫米波和亚太赫兹无线系统以及超快数据中心应用的射频级信号处理。

随着无线系统进入毫米波和亚太赫兹频段，数据中心电子与光子接口接近极限，在不增加系统集成复杂性、成本、功耗和体积的前提下实现高性能信号处理面临挑战。一个前景方案是将InP、GaAs和GaN等III-V材料的高增益、高功率和高效率特性，与Si-CMOS技术的可扩展性和成本效率结合。

通过在高性能射频硅中介层上实现基于小芯片的异质集成，关键功能保留在紧凑的III-V小芯片中，而中介层则提供低损耗互连并承载其余无源元件。Imec持续推动该平台发展。2024年，该公司展示了在300毫米射频硅中介层上集成InP小芯片，在140 GHz时插入损耗可忽略不计。2025年，该平台将创纪录的低插入损耗扩展至325 GHz。最新进展包括三项互补使能技术：高密度嵌入式电容器、可扩展无源元件建模框架以及用于III-V小芯片组装的激光辅助键合。

Imec首席技术人员Xiao Sun表示，通过将无源元件（如去耦电容器）转移到射频硅中介层上，可显著缩小III-V小芯片尺寸并降低成本。在2025年IMS/RFIC会议上发表的论文中，团队展示了将转移方法与新型MIM电容（MIMCAP）架构结合，与III-V技术中的典型片上电容器相比，电容密度提升10至100倍。该架构支持更紧凑的系统设计，并改善毫米波、亚太赫兹无线系统及高速数据中心应用的电力传输。MIMCAP架构采用高k铝铪氧化物电介质与后道工序中的三维氧化物柱结构。

同时，Imec提出了射频中介层无源元件的建模框架，经验证可达亚太赫兹范围（约300 GHz）。该模型使设计人员能准确预测几何形状变化时的电路性能，无需重新仿真或测量每种变化，从而缩短开发时间。框架当前聚焦于传输线性能，但为涵盖电感器和MIMCAP在内的全面设计库奠定了基础。

Imec还演示了使用激光辅助键合将III-V小芯片集成到射频硅中介层上的工艺，可在富含无源元件的堆叠上完成小芯片组装，不影响热预算或损坏温度敏感的中介层。该方法实现低于600纳米的对准精度，43个器件间旋转偏差小于0.05度。射频测量显示，组装后性能稳定，在110至170 GHz范围内反射低于-15 dB，为全组装高频小芯片系统提供可行路径。Xiao Sun表示，该平台融合了性能、可扩展性和可制造性，下一步将提升技术成熟度并支持小批量制造。技术细节可查阅Imec在IMS和ECTC 2026会议上发表的论文。

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