Att skriva "kiselgermanium, SiGe, slår snart igenom" känns ungefär som att ropa: "vargen kommer, vargen kommer".

Alla har hört det till leda och risken är stor att du som läsare slutar här. Men fortsätt, för den här gången blir det kanske annorlunda.


De storstilade planerna från tidigare visioner, på hela radiosystem i en enda krets, finns visserligen kvar. Men primärt är det numera platsen närmast antennen i mobiltelefonen eller basstationen som hägrar för SiGe-anhängarna. På den platsen sitter idag galliumarsenid eller bipolära kretsar.

Det handlar om relativt enkla lågbrusiga förstärkare för den mottagna signalen och effektförstärkare för att lyfta uteffekten.

- SiGe-kretsar har potential att ta en marknad på åtta till nio miljarder dollar, säger en optimistisk Robert Zavrel som är marknadsansvarig för SiGe på IBM.

Det är en i stort sett jungfrulig marknad som IBM, Temic, Harris och några få andra företag försöker skapa. IBM har visserligen haft en bipolär process, HBT, i kommersiell drift det senaste året men har inte gjort så mycket väsen av saken.

- I januari blir dessutom BiCMOS-processen färdig för kommersiell användning, säger Robert Zavrel.

I den processen har de bipolära transistorerna en germaniumdopad bas medan CMOS- delen är en ren kiselprocess.

En förklaring till IBMs låga profil är att företaget till största delen arbetar direkt med kundspecificerade kretsar och endast i liten omfattning säljer standardkomponenter.



Dags för bevis


Ett företag som slagit desto mer på trumman under hösten är tyska Temic.

- Vi frös processen för två månader sedan, vilket innebär att den fungerar bra, säger David Hicks på Temics Sverigekontor.

- Volymproduktionen börjar i januari men vi samplar redan nu till utvalda kunder, tillägger han.

Konkurrenten IBM har i första hand kört sin bipolära process som en uppdragsfabrik, ett foundry. Det innebär att man tillverkat kretsar som lågbrusförstärkare, effektförstärkare och blandarsteg åt utvalda kunder, bland annat försvars- och kommunikationsjätten Hughes, telekomföretaget Nortel eller halvledartillverkaren Harris. Kretsarna som tillverkats har designats av kunderna.

- Nu håller vi på att bygga upp två egna designcentrum i Boston och i Fishkill utanför New York. Vi ska ta fram byggblock som lågbrusförstärkare, effektförstärkare, blandarsteg, oscillatorer, frekvenssyntesblock och AD- omvandlare av sigma-deltatyp, berättar Ted Tewksbury som leder designcentrumet i Boston.

De första egendesignade kretsarna planeras komma i produktion inom ett halvår.



Glöm superheterodynprincipen


Enligt IBM har SiGe-kretsar en enorm potential:

- AD-omvandlaren kan förändra radiomottagaren på samma sätt som CD:n slog ut skivspelaren. Blandaren i en superheterodynmottagare kan ersättas med en AD- omvandlare. Den ger direkt basbandssignaler som kan processas av en digital signalprocessor, förklarar Robert Zavrel.

Ett första exempel är RF-delen till GPS-mottagare.

- Den består bland annat av en lågbrusförstärkare och en 2-bitars sigmadelta omvandlare som undersamp-lar signalen.

Jämfört med dagens lösningar halverar SiGe-kretsen både storleken och kostnaden med bibehållen prestanda, hävdar Ted Tewksbury.

De första kretsarna ska levereras av IBM nästa år, men Ted Tewksbury vill inte berätta vem kunden är.

Det är givetvis lockande att göra samma sak i en mobiltelefon eller basstation men det dynamiska området, det vill säga variationerna i signalnivå, är betydligt större vilket försvårar uppgiften.



Försiktig start av Temic


Tyska Temic har inte fullt lika högtflygande planer som IBM utan satsar till att börja med på olika förstärkarblock. En av de första produkterna är en lågbrusförstärkare, LNA, för mobiltelefoner på 1800 MHz. Det är en tvåstegs, tvåtransistorkonstruktion med 18 dB förstärkning och en brusfaktor runt 2,5 dB. Både in- och utgångar är anpassade till 50 ? och matningsspänningen är 3 V.

Under januari kommer också en kombinerad lågbrusförstärkare och effektförstärkare på 1 W för Dect-telefoner. Senare under året även en effektförstärkare för 1800- och 1900-MHz-telefoner. Den senare är bara matchad på ingången eftersom de passiva komponenterna blir allt för stora för att klara även utgången.

- Det är viktigt att vi tillsammans med en nyckelkund lyckas bevisa fördelarna med kiselgermanium nästa år, säger en optimistisk David Hicks.

En produkt som han tror särskilt på är en lågbrusförstärkare för tvåbandstelefoner, det vill säga GSM på både 900- och 1800-MHz bandet.



Harris hänger med


Amerikanska Harris ligger också i frontlinjen med SiGe-kretsar. Företaget har tillgång till IBMs processteknik.

- Vi håller på att utveckla ett par asicar men har ännu inga produkter i standardsortimentet, säger Kent Berg på Harris Sverigekontor.

Han räknar dock med att ett par tre asicar släpps som standardprodukter under 1998. Det handlar om lågbrusförstärkare, effektförstärkare och blandarsteg för både upp- och nerblandning. Kent Berg vill inte avslöja kunden men berättar att kretsarna är avsedda för radioprodukter som basstationer, mikrovågslänkar och kanske också telefoner.



Ericsson avvaktande


En som inte är fullt lika optimistisk är Tord Wingren, ansvarig för teknologiutveckling på Ericsson Mobile Phones i Lund.

- Kiselgermanium är en intressant teknologi men det tar nog två till tre år innan vi börjar använda den, säger han.

Idag har Ericsson CMOS- eller galliumarsenidkretsar i mobilerna för att förstärka effekten till antennen.

- Kiselgermanium blir intressant när man går ner i spänning eftersom det har låg basresistans, tillägger han.

Även Hans Norström på Ericsson Components är avvaktande:

- Man måste komma ihåg att vanliga bipolära transistorer hela tiden flyttar fram positionerna. Om kiselgermanium bara är marginellt bättre vid introduktionen så äts försprånget snabbt upp av vanliga bipolära transistorer i rent kisel.

Ericsson Components följer utvecklingen på området bland annat via samarbetsprojektet "HF-Bipolar" som Stiftelsen för Strategisk forskning driver. I projektet ingår KTH, Chalmers, Uppsala Universitet och Linköpings Tekniska Högskola.

- Kiselgermanium är klart intressant men det är svårt att veta om vi behöver tekniken, tillägger Hans Norström.

Ska man tro tillverkarna blir 1998 genombrottsåret för kiselgermanium. Men som vanligt är det säkrast att gardera med kryss för oförutsedda problem.

Per Henricsson