Galaxy eMagazin 11.04.2003

Running Sushi
Sushi made in Austria mundet immer mehr japanischen Augen und
Ohren. Kein Wunder, wäre doch sonst die dritte Mobilfunkgeneration
UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) undenkbar.
Weniger als zehn Quadratmillimeter Siliziumfläche bilden das Herzstück des
UMTS Zwischenfrequenz-Transceivers SUSHI Compact. Dieser ermöglicht es,
Daten mit einer Geschwindigkeit von bis zu zwei Megabit pro Sekunde zu
übertragen. Im Klartext: der Traum, via Handy im Internet zu surfen, Bilder
und Videosequenzen zu versenden und zu empfangen, kurz „always online“ zu
sein, wird Wirklichkeit. Und diese bunte Wirklichkeit – gewürzt mit vielen
verspielten Accessoires – lassen sich japanische Kunden gerne auf der Zunge
zergehen.
UMTS ist in aller Munde. Und die Erwartungen an die dritte
Mobilfunkgeneration (3G) sind entsprechend hoch, können aber womöglich so
schnell nicht erfüllt werden, meint der Marketing Direktor 3G Hubert Baierl:
„Aus dem Blickwinkel der Halbleiterindustrie geht Infineon davon aus, dass
2003 ein Jahr der Feldtests sein wird, 2004 ein Jahr der Verfestigung der
Kompatibilität und erst 2005 ein Jahr des kommerziellen Einsatzes von UMTSTelefonen aus technologischer Sicht.“ Japan prescht voraus und setzt mit der
weltweit ersten Einführung eines 3G-Netzes im Raum Tokio im Oktober 2001
neue Maßstäbe. Seither wandern auch das Video-Phone FOMA (Freedom Of
Mobile Mulitmedia Access) 2101V und die PC-Steckkarte FOMA P2401 über die
japanischen Ladentische. Nicht unwesentlich dabei ist, dass Infineon mit dem
SUSHI Compact in diesen Endgeräten von Beginn an vertreten ist, wird doch
ein Viertel des gesamten weltweiten Halbleiterumsatzes in Japan getätigt.
Mittlerweile warten auch in Österreich die ersten UMTS-Netze auf Endgeräte
und Kunden.
Das Kochrezept für die europäischen SUSHI-Chips (Sushi steht für Super
Universal Standard High Integration IC) kommt vom Linzer
Developmentcenter Danube Integrated Circuit Engineering GmbH & Co KG
(DICE), an dem Infineon mit 50,3 Prozent beteiligt ist. Die restlichen Anteile
halten die beiden technischen Geschäftsführer, die Universitätsprofessoren in
Linz beziehungsweise Erlangen, Richard Hagelauer und Robert Weigel. Die
Entwicklungskooperation von Infineon Technologies unter der Leitung von
Josef Fenk (WS TI IN) und der Universität Linz begann im Sommer 1998.
Bereits ein Jahr danach wurde der erste in Linz entwickelte Test-Chip, ein
kompletter Zwischenfrequenzempfänger, in München hergestellt. Nicht ohne
Stolz verweist der Entwicklungsleiter der DICE, Wolfgang Thomann, auf die
technischen Daten des im April 2000 erstmals gefertigten Transceivers SUSHI
Compact: „Bei dieser integrierten Schaltung handelt es sich um einen
hochintegrierten Silizium Chip, gefertigt in der Infineon BiCMOS-Technologie
B6HFC, die sowohl analoge Hochfrequenzschaltungen in Bipolar-Technologie
als auch digitale Schaltungen in CMOS-Technologie auf einem Chip vereint und
aus etwa 25.000 Einzelbauteilen besteht. Für Kunden besonders interessant ist
der Baustein durch die voran-schreitende Miniaturisierung des
Hochfrequenzteils eines Handys, die aufgrund des hohen Integrationsgrades,
der geringen Anzahl benötigter externer Bauteile und das für die
Oberflächenmontage geeignete Gehäuse möglich ge-macht wurde. Nicht ohne
Grund also bereichert der Compact als „Spezialität des Hauses“ die SUSHISerie. „Unser SUSHI ist damit auf dem besten Weg, ein echter Renner zu
werden“, fügt Thomann lächelnd an. „Running Sushi eben.“
Gerhard Habring, Schaltungsdesign, DICE RF
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Das „DICE-Geheimrezept“ des SUSHI Compact. Welche Zutaten die
Linzer Köche benötigen um Sushi Compact zu zaubern ist kein
Geheimnis. Die Mischung macht’s!
Man nehme einen on-chip spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) mit
integriertem Schwingkreis und Varaktordioden sowie bipolarer
Phasenregelschleife (PLL). Für den Sendezweig mische man die so erzeugte
Zwischenfrequenz in einem präzisen I/Q (In-Phase/Quadratur-Komponente)
Modulator mit den Basisbandsignalen, die zuvor noch durch aktive
Basisbandfilter mit einer Übertragungsfunktion fünfter Ordnung geschickt
werden, und verstärke sie in einer rausch- und stromarmen Automatic-GainControl (AGC)-Stufe mit einem sehr großen Einstellbereich von mehr als 65dB.
Für den Empfangspfad leite man die Zwischenfrequenz vom Sender ab,
schicke sie durch einen linear-in-dB veränderbaren Verstärker mit mehr als
85dB Einstellbereich, mische sie mittels eines I/Q Demodulators ins Basisband
und beschneide dieses Basisbandsignal in einem Filter fünfter Ordnung. Man
verteile die vermengten Ingredienzien sorgfältig auf einer Siliziumfläche von
wenigen Quadratmillimetern, gieße es in ein Plastic Very Thin Quad Flat
Package Non-leaded Miniaturgehäuse mit 32 Anschlüssen (P-VQFN-32) und
erfreue sich an der außergewöhnlich guten Performance des Bausteins.
Lock me AMADEUS.
Noch ist er im Entwicklungsstadium, doch bald schon könnte der AMADEUS DC
(Advanced Mobile Architecture Digitally Enhanced UMTS System Direct
Conversion), das Nachfolgeprodukt des SUSHI Compact, noch mehr
japanische Kunden anlocken. Dieser weltweit erste Single-Chip UMTS RF
Transceiver ist in der nächsten Handygeneration in Japan vertreten. Er
ermöglicht, bei sehr geringem Stromverbrauch und kleiner Chipfläche, einen
außerordentlich großen Dynamikbereich von über 85dB.
Gerhard Habring, Schaltungsdesign, DICE RF