Ученые Томского госуниверситета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУРа) в рамках реализации программы «Приоритет 2030», а также программы развития молодежной лаборатории создали и протестировали комплект интегральных схем — усилителей, аттенюаторов и фазовращателей для СВЧ приемо-передатчиков, используемых в радиолокационных станциях (РЛС) с АФАР S-диапазона. После небольшой доработки комплект будет готов к серийному производству.
Напомним, что спроектировали часть из интегральных схем, необходимых для СВЧ приемо-передатчиков РЛС, ученые ТУСУРа еще в 2024 году. В основе лежала отечественная 180-нм КМОП технология. В России до сих пор аналогичные изделия выпускались только на базе арсенид-галлиевых (GaAs) техпроцессов. Ученым ТУСУРа удалось разработать схемы на основе кремния: такие изделия отличаются меньшими энергопотреблением и габаритами, большей функциональностью и высокой надежностью, а также дешевле при массовом производстве.
Леонид Бабак, директор НИИ микроэлектронных систем ТУСУРа
Необходимыми составными частями СВЧ приемо-передатчиков являются интегральные схемы аттенюатора, фазовращателя, малошумящего и буферного усилителей. И на арсениде галлия это все были отдельные чипы, которые имеют значительные размеры и потребляют много энергии. При этом приемо-передатчики на такой основе трудно собирать, и это не технологично. А на кремнии можно весь приемо-передатчик собрать на одном чипе. Соответственно, одна из главных задач в этой работе – это спроектировать указанные устройства.
По его словам, в 2024 году в рамках проекта программы «Приоритет 2030» были изготовлены первые две интегральные схемы - малошумящего усилителя и цифрового управляемого аттенюатора (он необходим для управления амплитудой сигнала). В 2025-м году изготовленные интегральные схемы были измерены.
Также в рамках программы развития молодежной лаборатории проектирования радиочастотных интегральных схем и систем на кристалле ТУСУРа дополнительно были разработаны два устройства - интегральные фазовращатель для управления фазой сигнала и буферный усилитель. Таким образом, к весне 2026 года изготовлены экспериментальные образцы комплекта кремниевых интегральных схем, необходимых для создания СВЧ приемо-передатчиков.
Их подробное тестирование на сложном измерительной оборудовании подтвердило соответствие как результатам моделирования, так и техническим требованиям. После небольшой доработки можно будет выпускать по заказам предприятий мелкие серии разработанных СВЧ интегральных схем на отечественной фабрике и использовать их для различной аппаратуры.
Леонид Бабак
Кроме того, разработка комплекта из нескольких ИС открывает возможность их совместной интеграции на одном кремниевом чипе. Это обеспечит создание высокоинтегрированных диаграммообразующих СВЧ ИС для приемопередающих модулей с АФАР S-диапазона на основе отечественной технологии. Внедрение ИС на отечественных предприятиях радиоэлектронной промышленности позволит снизить стоимость, энергопотребление и габариты радиоаппаратуры.
Для решения такой задачи ученые ТУСУРа планируют в 2026 году разработать, а в 2027 году - изготовить и испытать многофункциональную интегральную схему однокристального СВЧ приемника на базе кремниевой технологии.
Леонид Бабак
Зачем нужны СВЧ приемо-передатчики этого частотного диапазона? Их применение многоплановое и обусловлено широко развивающимися направлениями потребительского спроса. В частности, их используют в радиолокации — это аэродромные, морские (речные) и метеорологические радары. В беспроводных сетях можно указать такие применения, как мобильные сети широкополосного беспроводного доступа, в том числе — для беспилотных воздушных судов и др. Аппаратура для этих целей используется достаточно давно, но проблема в том, что в России в основном приобретали изделия и микросхемы зарубежного производства. В настоящий момент поставлена задача их импортозамещения.
Опытное и серийное производство разработанных интегральных схем возможно будет организовать на отечественном предприятии АО «Микрон». В использовании или внедрении опытных и серийных образцов ИС для СВЧ приемопередатчиков с АФАР, систем связи и телекоммуникаций заинтересованы организации: ПАО «Алмаз», АО «Концерн ВКО «Алмаз-Антей», ООО «ЛЭМЗ-Т», АО «НИИМЭ» и другие отечественные предприятия радиоэлектронной промышленности.
Источник: Пресс-служба ТУСУР
