RFSOI 技术对毫米波 5G 相控阵天线的好处

相控阵天线已证明其对毫米波 5G 无线电的价值。聚焦波束提供的改进波束覆盖范围和数据吞吐量与定向波束控制提供的空间复用可能性相结合，使阵列天线在这些频率下的应用成必不可少的技术。使用具有独特幅度和相位设置的每个天线信号来驱动这些天线阵列需要显著地增加电路的复杂性。分布式模拟波束成形 IC，将它们放置在天线元件阵列占用空间内的阵列中，已被证明具有高度可制造性、低 RF 信号损耗和总体成本效益等优势。

然而，这些波束成形 IC (BFIC) 的实施受到了一些限制，部分原因是可用的半导体工艺技术 - bulk CMOS、SiGe、GaAs 和 GaN。 RFSOI 构成了完全优化的 BFIC 的基础，并为 5G 和其他应用提供了相控阵天线系统，例如具有更高性能和更低成本的平板电子可控卫星通信天线。在 5G 基础设施中，这些性能优势进一步扩展，以降低网络部署和运营成本。

相控阵天线已证明其对毫米波 5G 无线电的价值

硅vs硅

首先，让我们将 RFSOI 与迄今为止用于 BFIC 的其他硅工艺（bulk CMOS 和 SiGe）进行比较。与这些替代硅技术相比，RFSOI 具有几个关键的基本优势。 RFSOI 中的“SOI”代表“绝缘体上的硅”。在 SOI 中，有源层下方的半导体硅衬底被绝缘氧化物代替。高电阻率绝缘基板减少了电路几个关键区域的寄生效应，并允许晶体管之间实现更高的隔离。由于毫米波频率的高损耗，有源和无源元件内的寄生效应都很关键。

FET 结和 FET 周界处的寄生效应较低，可实现更快的晶体管开关速度。例如，GlobalFoundries 45RFSOI 器件的 Ft 和 Fmax 分别为 305GHz 和 380 GHz。这远高于同类体 CMOS 实现的 200 GHz 左右的截止频率。除了高晶体管速度（这当然对毫米波工作频段非常有帮助）之外，减少的寄生还可以改善无源元件的质量因素并降低损耗。 BFIC 需要通过放大器、衰减器和移相器的每个 Tx 和 Rx 链的复杂信号路由网络。 SOI 允许更低损耗的传输线、匹配网络、分离/组合和滤波器结构。对这些结构的改进可以显著地减少 RF 链路中的信号损失。随之而来的损耗降低会降低链中放大器的增益和 RF 输出功率要求，从而提高整体功率效率。

相控阵天线系统中的链路设计

RFSOI 与 III-IV族的工艺 对比

其次，将 RFSOI 与传统的 III-V 化合物半导体进行比较很重要。由于高载流子迁移率和晶体管击穿电压，GaAs 和 GaN 等化合物半导体可以比硅工艺具有固有的射频性能优势。然而，它们有几个缺点，使 RFSOI 在这些应用中保持优势。这些缺点包括低集成度、更高的成本以及达到最佳效率所需的非常高的 RF 功率水平。

考虑电路集成：在某些情况下，如 GaAs 和 GaN 等 III-V 族化合物半导体可以集成放大器功能（如 PA 和 LNA），但无法实现完整的 RF 前端集成。这些集成限制通常最终会迫使使用单独的基于硅的配套 IC 来实现关键功能。 RFSOI 允许使用单芯片集成 RF/毫米波、模拟和数字域中所有必需功能的极高集成度。

用于 5G 相控阵天线的化合物半导体解决方案也面临更高的系统成本。 III-V 族 GaAs 和 GaN 芯片的生产成本本来就更高。与 RFSOI 的 300 毫米相比，75、100 或 150 毫米的较小晶圆尺寸，加上相对奇特且昂贵的基板材料，导致每平方毫米的成本更高。此外，GaAs 和 GaN 表现最佳的较高 RF 功率水平可能会迫使使用额外的功率分配网络将信号能量发送到多个天线元件——从而增加了损耗以及 PCB 的复杂性和成本。

相控阵天线

RFSOI 的优势转化为更高的 BFIC 性能

我们概述的优势表明，RFSOI 与 III-V 族和替代硅技术（如体 CMOS）以及 SiGe相比具有多项优势，但这如何将其转化为毫米波 BFIC 的优势？我们已经讨论了无源结构中的低损耗如何提高 RF 产品线的效率。然而，由于 RFSOI，BFIC 操作的其他几个方面可以得到改进。虽然它确实需要多年的开发，但 RFSOI 支持的独特优势可以优化构建功能模块，如功率放大器、低噪声放大器以及波束形成增益和相位控制电路，可以提取更高的效率和更高的每通道线性 RF 功率电平等在系统应用中变得很重要。

更高的隔离度 = 更高的线性射频功率和更高效的功率放大器

RFSOI 提供的晶体管之间改进的隔离能够在功率放大器和 RF 开关中“堆叠”晶体管器件，以允许更高的电压操作。在功率放大器中，这允许更高的电源电压和更高的输出阻抗，从而减少匹配损耗并提高工作效率。鉴于 BFIC 中的大量功耗发生在 Tx 模式期间的功率放大器中，这里的效率提高意味着整体无线电效率的显着提高。更高的电压摆幅也会导致更高的线性射频输出功率能力，从而允许 BFIC 的每个通道向相关的天线元件提供更多的射频功率。

对于在 TDD 模式下运行的 5G 系统，BFIC 必须有多个 RF 开关才能在 Tx 和 Rx 模式之间切换。在 TDD 开关中，RFSOI 的晶体管隔离还允许堆叠晶体管。在开关应用中，这允许增加跨开关臂的电压摆幅、更好的开关隔离度以及更低的损耗，同时保持低 Ron*Coff 品质因数。

更好的 BFIC 意味着更好的阵列天线

在无线电系统的另一个层面上，基于 RFSOI 的改进波束形成器 IC 能够改进平板电子可控相控阵天线及其在毫米波 5G 中的应用。来自这些 BFIC 的每个通道更高的线性 RF Tx 功率意味着需要更少的天线元件来实现整个阵列所需的 EIRP（辐射功率）目标。天线阵列可以完全优化以平衡增益、Rx 灵敏度和扫描性能。更少的天线元件也意味着更小的天线尺寸和更少的 BFIC。拥有更小的电路板和更少的组件可降低整个系统 BOM 成本。

这些优化的 BFIC 的效率提高也在阵列天线成本中发挥了作用。通过降低总功耗，废热管理要求也随之降低。散热器可以减小尺寸和重量，直接影响最终产品的物理尺寸。 RFSOI BFIC 具有更高的线性功率和更高的效率，可实现更小、更便宜且外观更漂亮的无线电模块，更容易隐藏在建筑物或街道设施的一侧。

AiP——毫米波天线阵列的“圣杯”

基于优化 RFSOI 的 BFICS 的低功耗也支持独特的阵列实施。天线封装 (AiP) 的前景早已得到认可，因为它允许将天线阵列经济高效地直接集成到 BFIC 周围的封装中。 AiP 可以在比标准 PCB 技术更高的频率下实现最佳天线间距。它还可以允许 BFIC 和天线元件之间的低损耗连接。最后，AiP 模块可以提供预编程到天线平面的增益和相位校准——减少或消除最终产品校准的需要（主要成本）。如果没有真正高效的 BFIC 提供的较低功耗，AiP 封装概念会随着电路的高散热需求甚至烧毁而分崩离析——缩短电路寿命并威胁封装叠片的机械完整性。

除了减少校准测试时间之外，AiP 还通过其他方式降低了系统成本。通过在模块内放置最敏感的布线，可以使用更低容差的 PCB 工艺。这减少了对数量相对较少的 PCB 供应商的依赖，这些供应商可以生产具有高可重复性毫米波布线所需的容差的PCB layout 走线。安装 AiP 的 PCB 现在也可以使用更少的最昂贵的低损耗层。最后，通过承担设计中最困难的部分，天线元件和 BFIC 接口，AiP 可以从根本上减少新毫米波天线系统的工程挑战、开发时间和成本。

更好的阵列天线带来更好的网络部署

首次使用体 CMOS 和 SiGe 等其他技术部署的毫米波 5G 相控阵天线在多个方面都存在不足。它们的效率非常低，这增加了功耗、OPEX 并产生了严重的散热问题。这些波束形成器 IC 每通道的线性输出功率也非常低。这意味着必须开发非常大的 IC 和天线阵列才能达到目标辐射功率。自然，从成本、尺寸和美学的角度来看，这是不可取的。事实上，其中一些阵列天线根本无法在不影响其他性能因素（如扫描角度）的阵列大小内满足所需的 EIRP 水平。

由基于 RFSOI 的 BFICS 支持的更好的阵列导致具有小阵列和小散热器的更小、更轻的天线。这些减小的尺寸以多种方式改进了部署。更少的风阻和重量负载意味着更低的附件成本。更小的天线也更美观，并且更容易隐藏，使它们更受当地监管机构的欢迎。

更好的毫米波天线阵列实施也可以达到 FCC 规定的辐射功率限制。这允许最大范围，考虑到与毫米波相关的更高大气损耗，这当然是至关重要的。更高的辐射功率和覆盖范围意味着需要更少的无线电单元——这可以迅速增加系统部署成本。

5G 毫米波：准备充分发挥其潜力

RFSOI 是一项基础技术，具有许多毫米波固有的优势。充分利用这些优势的优化毫米波构建块可实现更高性能的波束成形 IC。更高性能的 BFIC 允许使用更小、更便宜的相控阵天线，包括在 AiP 实施中体现的最简单和成本最低的格式。通过在强大的 RFSOI 基础上逐层构建，我们能够看到使毫米波 5G 部署能够发挥其真正潜力的系统。

最后一月备考，LSE学长手把手教你冲刺AST考试！

距离2023年12月AST考试只有一个月不到，同学们也进入到了AST备考的关键时刻。为了帮助更多同学们在这场重要的考试中脱颖而出，我们邀请到来自LSE大学的顾毅同学，分享他的备考经验、学习技巧和应对考试压力的方法，也希望更多的同学能在AST考试中取得出色的成绩。

无论你是刚刚开始备考，还是已经在准备的过程中，相信这篇备考攻略都将为同学们提供宝贵的指导，更加自信地迎接AST考试。

AST考试成绩

英语：246

数学：277

生物：210

录取学校：伦敦政治经济学院（LSE）

AST英语科目

先从第一门会考的英语科目开始，因为这门科目直接关系到后面两门科目的心态问题和发挥。

我们知道英语分为听读写三大块 ，每一块的比重都很大都不能忽略，那首先我们从听力这个大块开始讲，看过真题的同学，会发现AST的英语听力跟我们平常在高考当中遇到的听力题型非常的不同，它是雅思托福以及上海高考各种题型融合的试卷。

01

关于听力

首先是听短文选择最恰当的选项，这个题型和上海高考英语差不多难度也相当，这一块是可以集中的去训练，特别是在短期内。我们知道语言这一块东西是很依赖环境的，比方说一个天生英语不好的人你把他放到美东一个全英文的环境中他的英语自然也会变好，你让一个托福一百二十分的人回到中国的乡土社会，让他五年不讲英文他自然英文也会讲的不利索。

包括汉语甚至都是这样，我有一段时间沉浸在一个粤语学习的环境下，而当我与我外婆聊天的时候我竟然发现我吐出口的是粤语而不是上海话。所以语言环境很重要，在词汇量相近的前提下，完全可以通过大量的听力训练来提升。

第二个听力题型也是AST比较特殊的一种听力题。他是让你通过听一段现场的新闻来概括这段事情，那么这个题型因为是现场音频，口音，背景的杂音对你的专注度以及你的听力要求比较高，而且他只放一遍。但是这个东西是可以提前准备的，我比较了几个著名的外国新闻网站，其中呢最符合考试听力文本的是BBC和CNN的现场直击视频。 我建议如果要在最后一个月的时间里提升这一块的得分率，可以多听这一块的视频，这些在网上都能找到。

说了这么多我觉得听力还是很看现场的发挥的，因此心态的调整就很重要。不要因为一时听力的得失而焦虑烦恼， AST的分数只是一个benchmark，你过了这个分数线就够了。听力做的不好，你可以靠后面的阅读，写作去补齐。

02

关于阅读

阅读这一块，首先其文章长度与雅思类似，大概在600-700字之间，但是题型全部为主观题，长段简答题，但是不要被他吓到，与雅思类似，大多数的题都可以在原文中找到答案。同时，阅读的节奏也会因现场的发挥，文章的难度而改变，因地制宜，要变通的调整每篇阅读所用的时间。

03

关于写作

最后说到写作，写作与雅思的大作文非常相似，但不一样的是它是根据其中一篇阅读中的某一个问题进行更深入的思考，发表你自己的感悟。

整体来讲我觉得语言类型考试写作都有共同的应试技巧，提前制定好你自己的模板，在这种模板的基础之上很融入你临场想到的对事物的理解，这样能减少很多你用于排版的时间，因为写作时间非常的紧张，还有一点要注意的，一定不能超格。同学们可以借助雅思的复习技巧去准备AST的写作考试。

AST数学科目

因为AST数学就是根据高考卷命题的，所以其实数学没有太多可以和大家分享的经验。就我个人的备考经历，我是提前背好所有的单词，注意答题格式，然后保持一个刷题的手感，同步高考的数学复习就行。

AST经济科目

就个人而言，我觉得AST中存在感最低的一门学科：Economics。甚至我搜遍全网，都没有找到一篇介绍AST经济考试的文章。前段时间好好做了一下这张卷子，作为一个经济学纯自学的小白，我大概概括出俩字：碎和广！

图片取自AST官网考纲

图片取自AST官网考纲

与A-level,IB等以主观题为主的经济卷不同，AST官网给出的样卷中，我们可以看到分值上40道单选与7道类似于小论文的free response平分，选择题还是占到了极大的比例。

图片取自AST官网考纲

经济学考卷中宏经微经各占50%。考纲提及的知识点共有79条， 考察面相当广。我翻找了几本教科书后，推荐大家可以学习IB的economics教材，可以完全覆盖所有知识点。

结合具体样卷来看，我将选择题部分主要分为三大类题型：

（一）概念辨析题

图片取自AST官网

这是一道说烂的话题，what is the definition of economics?

虽然在不少经济学著作中可以看到作者开篇第一章第一句会说:"In this book I'm not telling you Economics is the study of how individuals and societies choose to allocate scarce resources."

但是这确实是经济学的本质，大部分考试考的最多的题,尤其是第一题

图片取自AST官网

有关通胀率的定义，货币流通速度的概念等等等等，如我所说，考点很广，概念题几乎没有什么难度，但是需要对大量知识点的掌握，基本掌握大意即可拿到满分。

（二）应用类问题

这一类问题在经济学概念的基础上增加了具体的经济场景，如下我选取了两道例题

图片取自AST官网 以5为例，在供求曲线的基础上，加入了中国及其他发展中国家的背景，但本质还是道基础的曲线平移问题

6则应用性更强一些，选项完全由实例组成。但我认为这对ast的考生更为友好，只要你对经济现象有最基本的一些了解（像价格上升，需求下降；价格上升，供应上升等），看懂题目基本也没有问题

应用类的题难度主要集中于大题（论述题）中，选择题基本以生活中常见的实例为主，浅显，不会为难考生。

（三）计算/图像题

图片取自AST官网

这一部分题就开始进入了大量的公式等式(equation)的计算环节

如34题就用到了货币数量论公式，money supply × velocity of money = price level × real GDP（即MV=PY)

可以看到，只要了解这个等式，这题就是小学乘除法的难度。

值得一提的是，所有公式考卷中都是不提供的，同时考纲中也没有明确的公式列表，需要自行整理，记忆。

走过选择题，接下来就来到了真正拉开分差的板块——简答题

图片取自AST官网

题干材料有长有短，但所有的作答部分都要求提供必要的文字描述。

经济学的单词大多都在四级范围内，因此文字描述与生物学科不同，对考生不构成难度。

简答题也有明显的难度，题型区分

题型一、计算题

图片取自AST官网

以第二题为例，这是一道典型的预算曲线问题，整体难度不大，涉及一些简单的一次函数图像问题。

题型二、论述题

图片取自AST官网

短短一句话，要求你对此展开讨论，像是专业性更强的ielts写作题。简单但无法解决，无法避免，且对世界有意义的问题，更容易被考官选中作为考题。

关于通胀的话题已经持续上千年。早至秦王朝统一货币，到民国末期的法币恶性贬值，近到最近两年的里拉暴跌。如何在刺激经济与控制利率中达到平衡，还远未被解决。因此，本题其实有大量的切入点可写，不担心偏题。

值得注意的是，经济题没有任何的文采要求或者文采加分，论述到位即可。

题型三、经济建模

图片取自AST官网

这是全卷压轴题，也是我认为远高于其他题目难度的一道题，引用了著名的索洛模型，要求对所有变量进行合理，必要的假设，指代，再进行计算。

我在谷歌上搜了半天，才搞懂这个模型大概该怎么建立，以下是我自己整理的一份标准答案和标准过程。

另外，我也给大家推荐几本读物+网站

AST生物科目

AST考试中生物卷的难度是远高于其他科目的，这在数据上可以得到直观的体现。以我个人为例，我是去年八月参加的AST考试，紧跟在参加完生物学联赛之后，所以正值状态最好，知识储备量最大的时候，最终210分刚刚卡线LSE。然而，这样一个放在物理化学中极平庸的分数，却可以排到全国前几名了。

我们来简单分析一下

图片来自AST官方考纲，我们可以看到试卷考察范围极广，根据官方给出的考纲来看，AST的考点参考了Al,ib,人教版生物教材，AP，SAT,ACT，中英美三国的权威教材命题

图片取自AST官网

这是一部分的摘要，同时实验类占到了25%的比例。

图片取自AST官网

以P4为例,我们可以看到这道针对定点抗癌的免疫疗法问题中考的知识点很细，如毒性T细胞（致敏T细胞）在哪个器官成熟，涉及的知识点包含细胞分裂与分化，免疫，细胞工程等等，对考生有一定的要求

图片取自AST官网

这些都只是学术方面的问题，我想对于最终选考生物的同学们来说只要认真进行过高考的一轮复习，以及自学过部分国际课程，这些并不是问题。

接下来我要提到的，也是劝退许多同学的问题，也就是语言问题。不同于其他考卷，涉及的单词量并不广，在短期甚至一到两小时的快速记忆下即可读懂全卷，生物与之不同，由于单词很多来源于拉丁文，其很难通过词根进行记忆（当然懂这方面语言的大佬除外），而且全卷有将近90分的填空题要求全英文书写。对于毫无备考的小白（如当时的我）来说，这个时候你的生物成绩则和你的努力直接挂钩了。当你发现你的脑中装满了上千个又臭又长的单词时，你已经成功一大半了。

图片取自AST官网给出的部分单词表

一些补充

对于不同地区的AST考生，需要注意由于不同地区高考命题不同，同时试卷知识点过于分散，一定要对全新的考纲中的知识以及部分竞赛内容有基本的理解。同时还有一点补充的是多选题占到了将近50分的分值，错选少选都不给分。

写在最后：心态调整

高三是一个动荡期，尤其是上海的同学在春考来临之前备考AST考试时间也比较紧张。我觉得要提前做好心理的调整。

佛说：万事有因，求而不得。所以很多都是你没法控制的。我当时AST生物分数出来210分，LSE经过几次调整最终将单科分数线正好卡到210，我才有惊无险的过线。我明白这是有命的。我生物高考考前的模拟卷几乎全部满分，但是最后也没有考到A+。

所以我现在慢慢懂得因上努力，果上随缘的道理。希望这个心态可以帮助到在最后一个月里在人生选择中迷茫的同学，在高考与AST双重的备考压力下不要被自己拖累。

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根据化工行业标准,整体法兰(IF)、螺纹法兰(Th)、板式平焊法兰(PL)、带颈对焊法兰(WN)、带颈平焊法兰(SO)、承插式焊接式松套接头(SW)、对焊环型松套接头(PJ/SE)...

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[最佳回答]查阅设计说明或者安装手册。

[回答]RF连接面是突面(不是凸面)SO平焊法兰TH表示螺纹连接法兰(不同规范的表示方法不同)BL是法兰盖可以看“SH3406石油化工钢制管法兰”国标:GB/T9112-...

应该是凸面法兰可参照hg/t20592-2009欧标SO/RF或WN/RF法兰一般这样标注的多为SORF法兰ASMEB16.5

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