富士通研究所は4日、CMOS技術では世界で初めて77GHzで動作するミリ波帯高出力増幅器を開発したと発表した。この技術により、予防安全システムなどで需要が拡大している、ミリ波帯を利用した車載レーダーにおいて、ミリ波帯増幅器とベースバンド回路をワンチップ化して小型化することが可能になる。今後は、増幅回路の出力向上をさらに進め、ミリ波送受信回路のワンチップ化による小型化と低価格化を実現し、車載レーダーや無線システムへの普及を目指す。

　今回開発した新増幅器は、標準のCMOS技術ではミリ波信号の損失が大きくなるという問題を、90nmのCMOSプロセスと2つの設計技術を確立することで解決した。新たな設計技術とは、ミリ波帯でのトランジスタの動作特性を表現できるトランジスタモデルの確立とパラメータ抽出の技術、そして配線や容量素子などの回路に用いられる受動素子構造の最適化で、これにより抵抗損失の少ない構造を実現した。もう一つは、整合回路の設計技術で、伝送線路の他方を接地する「ショートスタブ」による整合回路を開発して回路を小型化するとともに、さらに信号損失を低減するために電源供給回路と整合回路を一体化した。これにより、整合回路のチップ占有面積を従来比で10分の1にまで縮小し、信号損失も0.4dB低減することに成功している。

　これらの技術により、77GHzの増幅器動作で8.5dBの増幅率と6.3dBmの飽和出力を達成。また、無線通信システムで利用されている60GHz動作でも、8.3dBの増幅率と10.6dBmの飽和出力を持つ増幅器を実現した。

　なお、同技術の詳細は、米サンフランシスコで3日から開催されている国際固体素子回路会議ISSCCで発表される。

　周波数が30GHz～300GHzのミリ波は、2地点間の距離測定精度や大容量のデータ伝送に優れており、実際に自動車の安全システムのセンサーデバイスとして、77GHz帯のミリ波レーダー用RFチップの需要は拡大している。これらの高周波信号を処理するRFフロントエンド回路には、従来ガリウムヒ素（GaAs）などの化合物半導体が利用されているが、高価なことから最近はコストを半額程度にまで抑えられるシリコンゲルマニウム（SiGe）ベースの技術が提案されていた。