[发明专利]芯片模块结构以及用于芯片模块设计的方法及系统

说明书

本发明涉及芯片模块结构以及用于芯片模块设计的方法及系统，揭示包括射频集成电路(RFIC)芯片及封装件的芯片模块，以及用于设计该模块的方法及系统。执行芯片及封装件设计，以在芯片与封装件间分配该RF前端(FE)。该芯片包括具有第一差分端口的放大器，且该封装件包括具有与该第一差分端口连接的第二差分端口的被动装置及匹配网络。基于端口电压反射系数使用复功率匹配将该第二差分端口与该第一差分端口功率匹配，以获得改进的性能(也就是，在整个带宽上而不是仅在一个频率的峰值功率传输)。该功率匹配过程可导致芯片功率要求降低，从而允许装置尺寸微缩。因此，在芯片‑封装件协同优化过程中迭代重复设计该芯片以及设计该封装件。

技术领域

本发明涉及芯片模块，尤其涉及芯片模块结构的实施例以及用于设计芯片模块的方法、套件、以及系统的实施例。

背景技术

芯片模块是一种电子组合件。它可包括一个或多个集成电路(integratedcircuit；IC)芯片以及装设该芯片的封装件。封装件配置可变化。然而，不管配置如何，将射频(radio frequency；RF)IC芯片纳入封装件中通常导致芯片性能退化，尤其，因各种寄生而导致频率退化。此外，在消费者需求日益增加的较高操作频率应用中(例如，在毫米波(mmWave)应用及太赫兹(terahertz；THz)应用中)，此频率退化更大。

发明内容

本文中揭示用于设计芯片模块的方法的实施例，该芯片模块包括至少一个射频集成电路(radio frequency integrated circuit；RFIC)芯片以及用于该RFIC芯片的封装件。具体地说，该方法可包括设计芯片。该芯片的设计可包括该射频前端(radio frequencyfront end；RFFE)的片上分段的设计。具体而言，该片上分段可包括具有第一差分端口的片上放大器(on-chip amplifier)。该方法还可包括针对该芯片设计封装件。该封装件的设计可包括该RFFE的片外(off-chip)分段的设计。具体而言，该片外分段可包括具有与该片上放大器的该第一差分端口电性连接的第二差分端口的片外被动装置及匹配网络。设计该RFFE的该片外分段可包括例如获取该片上放大器的设计细节，并基于该设计细节，配置该RFFE的该片外分段，以使该片外被动装置及匹配网络的该第二差分端口在给定带宽内的不同频率与该第一差分端口功率匹配。

更具体地说，在设计用于芯片的封装件期间，尤其在设计将要被包括于该封装件中的RFFE的片外分段期间，可基于复功率匹配过程的结果来配置片外被动装置及匹配网络，该复功率匹配过程使用端口电压反射系数(而不是标准阻抗目标)，以在给定带宽内的不是一个而是多个不同频率，功率匹配该片外被动装置及匹配网络的第二差分端口与该RFFE的片上分段中的片上放大器。此外，此复功率匹配过程可导致芯片功率要求降低。因此，还可在芯片-封装件协同优化过程中迭代重复设计该芯片以及设计该封装件。也就是说，鉴于通过该复功率匹配过程实现的该芯片功率要求的该降低，可重新设计该芯片，以减小片上装置的尺寸(例如，减小晶体管尺寸)，从而减小整体芯片尺寸。这样新的芯片设计会带来新的端口电压反射系数。因此，鉴于该新的芯片设计，尤其该新的端口电压反射系数等，可重新设计该封装件，以再次功率匹配该第二差分端口与该第一差分端口。

本文中还揭示用于设计芯片模块的系统的实施例，该芯片模块包括至少一个射频集成电路(RFIC)芯片以及用于该RFIC芯片的封装件。该系统可包括处理器以及储存媒体，该储存媒体可由该处理器读取并储存程序指令。这些程序指令可由该处理器执行，以执行上述方法。