成都中微达信公司推出自主知识产权的芯片化低温低噪声放大器

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发布时间：2022-11-25

光子盒研究院出品

今日，成都中微达信科技有限公司（以下简称“中微达信”）推出全新芯片化低温低噪声放大器（ZW-LNA2.4-9A）。该产品可在4K环境温度下工作，具有低功耗、高增益和低噪声等主要技术性能特征。产品实现了自主知识产权国产化，可实现对国外同类产品的替代。

低温低噪声放大器（Cryogenic Low Noise Amplifer, Cryo-LNA）主要适用于超导量子计算、硅基量子计算、天文观测和电子对抗等领域，是低温测量系统的关键器件，低温低噪声放大器(Cryo-LNA )长期以来被国际厂商垄断，产品来自Ampli Tech、Atlantic Microwave、B&ZTechnology、Low Noise Factory和QuinStarTechnology,Inc.等品牌。近年来，低温低噪声放大器（LNA）产品购买受到限制，中微达信推出自主研发的芯片化低温低噪声放大器（ZW-LNA2.4-9A），为解决该产品国产化和自主可控问题提供了有力的技术、产品保障。

全新芯片化低温低噪声放大器（ZW-LNA2.4-9A）核心性能特点：

1)国内首推SiGe 工艺低温低噪放大器芯片

目前，超低温低噪声放大器（LNA）主要由GaAs/InP HEMT工艺实现，具有低功耗低噪声的特点，但是成本高昂，难以实现集成化阵列化。低成本的低温CMOS低噪声放大器在环境温度20K~100K附近呈现出噪声饱和现象，实测表明其4K下噪声温度约30~60K，仅为比室温300K的噪声温度降低一半。而中微达信采用SiGe工艺设计实现的全新超低温低噪声放大器（LNA），具有低温下高跨导和低沟道噪声，避免了CMOS器件的噪声饱和现象，其噪声温度和功耗可以和低温GaAs/InP HEMT LNA媲美。

2）高集成度，迈向单片化的量子反射测量阵列芯片SoC

在低噪声放大器的设计过程中，通常会考虑到增益、噪声系数、输入匹配、线性度、功耗等指标，但在满足众多设计要求的同时，完成高集成度也是最难达到的目标。GaAs/InP HEMT工艺虽然具有较低的噪声和功耗，但是无法实现低噪声放大器、射频前端和数模混合电路的单片集成，应用场景受限。中微达信推出的采用SiGe工艺设计实现的超低温低噪声放大器集成度优于GaAs/InP HEMT，未来可以实现单片化的量子反射测量阵列芯片SoC。

3）低直流功耗，实测功耗小于2mW，适应制冷机热容量受限场景

随着量子比特规模从单比特到千比特的扩展，系统功耗日益增加。传统的同频段CMOS低噪声放大器，在达到30dB以上增益和最低噪声系数的情况下，直流功耗在50mW量级。传统的低温GaAs/InP HEMT放大器，在未针对功率进行专门优化的情况下，直流功耗也达10~30mW。低噪声放大器的直流功耗严重限制制冷机中量子比特数量，影响系统能够达到的最低温度。本报道涉及的SiGe工艺的低温低噪声放大器，其实测4K直流功耗小于2mW，仅为传统技术的1/10，大大降低了制冷机的性能压力。

中微达信依靠独立自主研发技术团队，成功运用SiGe工艺开发了全新低温低噪声放大器产品。该产品的问世及后续系列产品的推出，将会为相关科研机构和产业带来更多选择。结合本次试用结果反馈，中微达信会不断精进产品的研发迭代，并陆续推出面向不同需求、系列化的低温低噪声放大器产品。

全新芯片化低温低噪声放大器（ZW-LNA2.4-9A）试用说明