毫米波積體電路及應用
60GHz無線通訊系統
因應現代高度整合數位產品高儲存容量、個人化及移動性的需求，IEEE 802標準制定會議已組成60 GHz Gigabit Wireless工作小組（IEEE802.11 VHT）；在毫米波有不需使用許可頻段，如FCC 47 CFR 15.255所規定的57-64 GHz，可以提供7 GHz以上頻寬來實現Gbps高速通訊，將出現許多創新應用與龐大商機。如圖一所示，HDTV或3DTV解析度1920 x 1080p的視訊需要3.56Gbps的傳輸速率，醫療設備中MRI與超音波檢測也需要有4~5 Gbps視訊傳輸，此系統可取代昂貴的高頻視訊電纜並提供高移動性。娛樂應用的影音檔案或遊戲檔案常高達數Gigabype，此系統可提供消費者3-5 秒鐘的高速下載，是娛樂租售販賣機（Kiosk）更迅速與便利的商業模式。
研究目標
研發60 GHz收發系統的關鍵元組件，發揮在毫米波已領先全球的技術能量，研發更高整合度與更低耗電量的Gbps無線系統晶片（SoC）、模組與系統構裝（SoP），並研究與WPAN/WLAN/WiMAX 相容之毫米波無線通訊系統應用。
研究方向
1. MMIC元件研發
包括升/降頻器、驅動與功率放大器、振盪器以及倍頻器等毫米波MMIC之設計、分析及模式建立。以現今半導體技術而言，使用標準矽製程已不難設計達100 GHz或以上的RF電路及附加數位/類比電路，但整合過程中低耗電量的設計以及高線性化的技術，將是研究重點。
2. 被動組件研究
包含天線、濾波器及轉接器等被動元件及SoP之設計與分析，預計將探討以先進構裝製程，如多層的LTCC、矽製程相容的IPD及低損耗氧化鋁基板等，在毫米波頻段實現的可行性。台灣這些技術多數已有優越基礎，但如何用以建立相位陣列天線或MIMO智慧天線，以適應NLOS的應用環境，將是重要研究課題。
3. 系統及測試
包含各式RF電路之整合，與數位/類比電路結合為SoC、甚至進一步與天線整合的設計與製作。但如何對晶片進行量測是相當大的挑戰。另外，像60GHz在無線通訊環境中通道特性的分析與量測、系統整合之熱傳分析及散熱設計，也都是系統能否成功的關鍵。
4. 國際標準制定
台大以領先全球完成之60GHz CMOS單晶片收發器技術為基礎，提出的WPAN/WLAN雙模寬頻網路（DMBWN）架構，已經在IEEE 802.15.3c最後的標準文件呈現。未來應進一步與台灣業界更密切結合，積極參與IEEE 802.11VHT並提案，以掌握市場先機。
化合物半導體及矽基積體電路系統級構裝技術於高速電子應用
研究動機
完整的通信模組包括功率放大器（PA）、開關器（SW）、射頻收發器（transceiver）與基頻電路。其中高性能的功率放大器、開關器可由異質接面雙極性電晶體及高速電子移動率電晶體積體電路製作，如同矽基製程（BiCMOS，SiGe）可以提供雙極性電晶體和金氧半場效應電晶體兩種主動元件，化合物半導體製程技術亦可整合於bipolar與FET於砷化鎵雙極管（BiHEMT）製程中，如圖左為穩懋半導體BiHEMT製程剖面架構圖。砷化鎵雙極管製程的最大優點是可以應用於射頻、類比及數位電路設計上，並藉由系統級構裝（SiP）技術進一步整合矽基射頻收發器與基頻電路於單一封裝。從蘋果iPad到Intel Ultrabook所掀起的風潮，除確立了消費性智慧行動裝置持續薄型化、輕巧化的設計趨勢外，隨著手持智慧行動產品成為流行性商品，產品生命週期縮短，系統設計廠商亦面臨每半年內就要推出新品的競爭壓力，設計的彈性，研發時程的加速與成本的降低於此時更顯關鍵。SiP更能於此時發揮所具有的微型化及異質整合優勢，達成系統效能/尺寸/成本/研發時程之最佳平衡，快速地將產品推向市場。
研究目標
解決前瞻性積體電路與系統級構裝之異質電路整合設計問題，建立完整開發設計流程，並應於相關產業上。
研究方向
1. 異質整合化合物半導體積體電路技術開發及設計
相關積體電路技術製作方法是在化合物基板上進行選擇性的磊晶製作，然後再製作出垂直結構的異質接面雙極性電晶體和水平結構的高速電子移動率電晶體。對於電路設計而言，在同一晶片上可以同時使用不同電晶體於電路設計上，使得電路設計更具彈性，同時性能也更加優異。由原件結構有所差異，所以異質接面雙極性電晶體和高速電子移動率電晶體電路性能也不一樣。如何提升製程良率，將是成本重要考量因素之一。
2. 高速電路設計使用雙極管製程技術
異質接面雙極性電晶體具有較高直流轉導增益、低閃爍雜訊及較低的偏移電壓，因此雙極性電晶體較適合應用於振盪器、放大器輸入轉導級及類比電路設計上。場效應電晶體則具有較高的輸入阻抗、低啟動電壓及低雜訊指數，所以非常適合前端電路的低雜訊放大器、切換器及頻率轉換電路等設計。對於化合物半導體及矽基材料之雙極管製程而言，上述之優點皆可同時具有，因此可進一步應用於高性能射頻積體電路及高速混合積體電路設計，並可避開元件之缺點。
3. 系統級構裝技術於智慧行動裝置之應用
面對整合度越來越高，體積要求卻日益輕薄短小的設計挑戰，系統級構裝技術成為新一代智慧行動產品設計的重要關鍵。隨著先進IC與模組構裝製程技術的進步，以及高頻電腦輔助設計工具效能的大幅提升，系統級構裝技術已可實際於智慧行動裝置而展現其具體效益，發揮以異質整合增加設計彈性，以晶圓級的構裝降低訊號路徑長而提升訊號品質，並以緊密堆疊實現微型化設計，亦得以協助系統廠商降低設計複雜度，加速產品研發與上市時程，以於快速變化與高度競爭的市場中提高應變能力。
4. 新興技術與應用
積極投入如兆赫波成像系統、W-band毫米波系統、多頻多模射頻收發機應用於次世代無線通信系統、異質整合能量獵取電路設計等新興技術與應用的開發。