Que sont les circuits intégrés hyperfréquences ?

Les circuits intégrés à micro-ondes, ou MIC, sont un type de semi-conducteur à micro-puce conçu pour fonctionner spécifiquement sur des fréquences micro-ondes, souvent à 1 gigahertz (GHz) ou plus. La capacité spécifique de transmission par micro-ondes est généralement ce qui différencie les MIC des autres types de circuits intégrés. Les micros sont largement utilisés dans les petits appareils électroniques qui fonctionnent via des fréquences électroniques et électromagnétiques, tels que les téléphones portables, les appareils GPS, les systèmes télécommandés et les appareils d’imagerie. Leur petite taille leur permet d’être utilisés dans plusieurs appareils portables sans fil, et la nature du MIC est telle qu’une puce peut fonctionner comme un dispositif autonome, en utilisant une seule plaquette semi-conductrice.

Les MIC ont été conçus pour la première fois dans les années 1940 et ont évolué à partir du circuit micro-ondes de base, car la demande et les technologies de l’époque ont permis des progrès dans la fabrication de circuits à base de plaquettes. Depuis lors, les circuits intégrés hyperfréquences sont passés de circuits simples à fonction unique à des circuits multifonctions complexes de tailles et de capacités de plus en plus petites. Ils constituent la base des industries de fabrication de micro-ondes et de semi-conducteurs, et de nombreux types de micro-concentrés peuvent être fabriqués en série de manière économique et efficace pour une utilisation dans l’électronique grand public, la science et l’industrie.

Les types spécialisés de MIC ont des avantages et des applications différents, qui sont souvent déterminés par leur méthode de fabrication. Les circuits intégrés hyperfréquences hybrides (HMIC) sont fabriqués en plaçant des composants discrets sur une carte de circuit imprimé, appelée substrat. Les composants individuels peuvent être des condensateurs, des résistances, des transistors ou d’autres puces. Ensemble, ils forment l’ensemble du MIC. Les matériaux utilisés dans la fabrication et le soudage des composants peuvent affecter la fréquence, les propriétés électriques et les performances globales du circuit.

Les circuits intégrés hyperfréquences monolithiques, également appelés MMIC, nécessitent une conception plus complexe, dans laquelle l’ensemble du circuit est conçu comme une seule puce et tous les composants sont fabriqués sur le substrat semi-conducteur. Les MMIC sont souvent utilisés dans les systèmes satellitaires qui nécessitent des circuits petits et peu coûteux tout en offrant une vitesse et des performances élevées. Ces circuits fonctionnent sur des bandes allant de 300 mégahertz (MHz) à 300 GHz et sont capables de multiples fonctions de manipulation de fréquence et de puissance.

De nombreux utilisateurs trouvent que les MMIC offrent des avantages significatifs par rapport aux circuits hybrides en raison des différences de conception et des capacités de performance. Le concept moderne de circuit intégré hyperfréquence fait généralement référence au MMIC – qui est considéré comme une avancée par rapport au MIC d’origine, plus grand et plus lourd – malgré les limitations du MMIC, qui peuvent inclure une inflexibilité fonctionnelle après la fabrication initiale. Pour des conceptions de circuits plus robustes, évolutives et flexibles, beaucoup intègrent plusieurs MMIC spécialisés multifonctions dans des circuits intégrés hyperfréquences plus grands et plus complexes.