清华陈文华：FD-SOI 是高频通信的 “最优解” 之一

毫米波与太赫兹频段技术正成为推动下一代5G及未来6G通信系统的关键驱动力。在这一背景下，基于22nm FD-SOI工艺的集成电路展现出显著优势，尤其适用于高集成度、低功耗、高性能的相控阵系统。

在 2025 年 9 月 25 日的上海FD-SOI论坛上，清华大学电子工程系教授陈文华围绕该工艺在毫米波与太赫兹电路设计中的应用，系统介绍了其技术特点与多个实际电路设计案例，体现出FD-SOI在高速、高频率、高能效方面的巨大潜力。

图 | 清华大学电子工程系教授陈文华；来源：芯原股份

陈文华提到，FD-SOI CMOS技术具备高截止频率（f_T/f_MAX）、低器件失配、优异的噪声性能以及独特的背栅偏置能力，使其在毫米波和太赫兹电路中比传统体硅CMOS更具竞争力。这些特性为高频模拟与射频电路的设计提供了更大的灵活性和更高的性能边界。

图 | FD-SOI在毫米波和太赫兹电路中的应用优势；来源：清华大学

在具体电路实现方面，陈文华展示了三个关键设计案例。

首先是一款23-29 GHz的三堆叠功率放大器，采用无电感紧凑型布局，在保持高增益和宽频带的同时，实现了19.6 dBm的饱和输出功率和1936.2 mW/mm?的高功率密度，显示出优异的功率效率。

图 | 23-29 GHz三堆叠功率放大器采用不同工艺下的参数对比；来源：清华大学

其次是一款24-38 GHz的有源矢量求和移相器，通过对称布局和互补增益控制结构，有效降低了相位误差与增益波动，支持宽频带、多相位状态的精确波束成形。

图 | 24-38 GHz有源矢量求和移相器采用不同工艺下的参数对比；来源：清华大学

最后是一个D波段（127-162 GHz）六倍频器，采用三倍频-放大-二倍频的级联结构，在覆盖35 GHz带宽的同时，输出功率达到5.1 dBm，峰值效率超过8%，适用于太赫兹信号生成系统。

图 | D波段（127-162 GHz）六倍频器采用不同工艺下的参数对比；来源：清华大学

这些设计共同表明，FD-SOI CMOS工艺不仅能够支持毫米波乃至太赫兹频段的高性能电路实现，还在集成度、功耗和成本方面具备明显优势，为未来大规模、多波束、全数字相控阵系统的发展提供了可行的技术路径。

陈文华认为，随着通信频段不断向高频扩展，FD-SOI技术将继续推动无线系统向更高性能、更低功耗和更强功能的方向演进。

在分享的尾声，陈文华特别致谢：格罗方德向清华大学开放 FD-SOI 工艺流片平台，为关键研发提供坚实制造支撑。