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Los circuitos integrados de radiofrecuencia y microondas (CI de RF y microondas) son una clase de circuitos integrados diseñados específicamente para procesar señales desde la radiofrecuencia (RF) hasta las bandas de ondas milimétricas, y se utilizan ampliamente en radares, comunicaciones por satélite, estaciones base 5G y sistemas de guerra electrónica. Estos chips se encargan de la amplificación de señales, la conversión de frecuencia, el enrutamiento, la atenuación y el control en frecuencias de GHz, y su rendimiento determina directamente la sensibilidad, la potencia de transmisión y el rango dinámico de todo el sistema inalámbrico.
Circuitos integrados encapsulados Son componentes estándar disponibles en el mercado que alojan chips de RF sin encapsular en carcasas de plástico o cerámica, listos para su montaje en superficie en placas de circuito impreso. Con un rango de frecuencias que abarca desde corriente continua hasta 40 GHz, constituyen la solución “plug-and-play” más utilizada para la mayoría de los diseños de módulos de RF.
Los dispositivos de potencia de GaN son amplificadores de RF de alta potencia y alta eficiencia basados en la tecnología de nitruro de galio, que ofrecen una potencia de salida de hasta 100 W y cubren el espectro de 0,5 GHz a 8,0 GHz. Son la tecnología preferida para aplicaciones de alta potencia, como transmisores de radar, sistemas de guerra electrónica y enlaces ascendentes de comunicaciones por satélite.
La gama de productos de STARDL en ambas categorías —circuitos integrados encapsulados que abarcan desde corriente continua hasta 40 GHz y dispositivos de potencia de GaN que abarcan desde 0,5 hasta 8,0 GHz— ofrece a los ingenieros una solución completa para la cadena de señal de RF, desde la cadena de recepción hasta la cadena de transmisión.
1. ¿Qué son los circuitos integrados de microondas de radiofrecuencia?
Los circuitos integrados de microondas de radiofrecuencia (RF) son fundamentalmente diferentes de los circuitos integrados digitales tradicionales. Los circuitos integrados digitales se centran en la corrección lógica de los “0” y los “1”, mientras que los circuitos integrados de RF se centran en amplitud, fase, frecuencia, ruido y potencia de la señal – El comportamiento de estas magnitudes analógicas a frecuencias de GHz determina el límite superior de todo el sistema.
Los circuitos integrados de microondas de radiofrecuencia se pueden dividir en dos categorías principales:
Circuitos integrados híbridos de microondas: Integrar varios chips sin encapsular, fabricados con distintos procesos y materiales (como un LNA de GaAs, un PA de GaN o interruptores basados en silicio), en un sustrato cerámico o metálico, interconectados mediante técnicas de microensamblaje para formar un módulo funcional de RF completo.
Circuitos integrados monolíticos de microondas (MMIC): Fabricar todo el circuito funcional de RF en un único chip semiconductor mediante procesos semiconductores. Entre los ejemplos típicos de MMIC se incluyen las implementaciones con HEMT de GaAs y HEMT de GaN de amplificadores de bajo ruido (LNA), amplificadores de potencia (PA), mezcladores y otros componentes.
2. Gama de circuitos integrados de microondas de radiofrecuencia de STARDL
STARDL ofrece una gama de circuitos integrados de alto rendimiento para radiofrecuencia, microondas y ondas milimétricas que abarca frecuencias que van desde los GHz bajos hasta las bandas de ondas milimétricas. La gama cubre todas las funciones de la cadena de señal, incluyendo la transmisión de señales, la amplificación, la conversión de frecuencia, el enrutamiento, la atenuación y el control de sincronización de precisión.
Los productos se clasifican en tres categorías principales: Matriz desnuda, Circuitos integrados encapsulados, y Dispositivos de potencia de GaN.
Matriz desnuda Son chips a nivel de oblea sin encapsular que eliminan los efectos parásitos del encapsulado, lo que permite una pérdida de señal mínima y una excelente disipación térmica, con una capacidad de frecuencia que alcanza los 50 GHz. Estos productos son adecuados para front-ends de radar y transceptores de banda ancha en los que se dispone de capacidad de microensamblaje y se requiere el máximo rendimiento.
Circuitos integrados encapsulados Son dispositivos SMT estándar listos para usar que cubren un rango de frecuencias desde CC hasta 40 GHz, disponibles tanto en encapsulados de plástico como de cerámica.
Dispositivos de potencia de GaN Son componentes de front-end de RF de alta potencia y alta eficiencia basados en la tecnología de nitruro de galio, que ofrecen una potencia de salida de hasta 100 W y cubren el espectro de 0,5 GHz a 8,0 GHz.
Las siguientes secciones se centran en los circuitos integrados encapsulados y los dispositivos de potencia de GaN.
3. Circuitos integrados encapsulados: simplifican el diseño de RF
3.1 ¿Qué son los circuitos integrados encapsulados?
Los circuitos integrados encapsulados son chips de RF sin encapsular que se alojan en carcasas de plástico o cerámica, formando componentes estándar listos para su montaje en superficie (SMT) en placas de circuito impreso.
En comparación con los chips sin encapsular, los circuitos integrados encapsulados ofrecen varias ventajas:
Reducir las barreras de diseño. El uso de chips sin encapsular requiere dominar los procesos de microensamblaje —fijación del chip, soldadura por hilo y soldadura eutéctica—, capacidades de las que no todos los equipos de I+D disponen. Los circuitos integrados encapsulados con paquetes SMT son compatibles con los procesos de ensamblaje estándar y pueden ser manipulados por cualquier fábrica que cuente con capacidades básicas de SMT.
Mayor fiabilidad. Los envases de cerámica ofrecen una protección hermética, lo que garantiza un funcionamiento estable en entornos adversos, como la humedad, la niebla salina y los cambios bruscos de temperatura. Esto resulta fundamental para los equipos de comunicaciones militares, aeroespaciales y de uso al aire libre.
Cadena de suministro simplificada. Un único circuito integrado (IC) encapsulado sustituye al complejo proceso de “adquisición de chips sin encapsular + subcontratación del microensamblaje”, lo que simplifica considerablemente la adquisición, la gestión de existencias y el control de calidad.
3.2 Línea de productos de circuitos integrados encapsulados STARDL
La línea de productos de circuitos integrados encapsulados de STARDL abarca desde corriente continua hasta 40 GHz e incluye las siguientes categorías:
Amplificadores de bajo ruido (LNA) – Basados en el proceso GaAs, ofrecen una figura de ruido extremadamente baja en la primera etapa de la cadena de recepción, lo que determina el límite superior de la sensibilidad de todo el sistema. Los LNA de STARDL alcanzan figuras de ruido de tan solo 0,35 dB, lo que los sitúa a un nivel competitivo dentro de esta categoría de productos.
Amplificadores de control de banda ancha y amplificadores de potencia – Proporciona ganancia y capacidad de potencia de salida para la cadena de señal.
Conmutadores digitales de RF de alto aislamiento – Admite configuraciones de hasta SP6T, lo que ofrece una baja pérdida de inserción y un alto aislamiento en el enrutamiento de la señal.
Atenuadores, limitadores y ecualizadores – Para el control de la amplitud de la señal y la protección.
3.3 Consideraciones técnicas para la selección de envases
El aspecto que más se suele pasar por alto a la hora de seleccionar circuitos integrados encapsulados es: El propio paquete introduce parámetros parásitos adicionales.
Los parámetros S que figuran en las fichas técnicas suelen medirse en una estación de sondas a nivel de oblea, en la que las sondas entran en contacto directamente con las almohadillas del chip. Sin embargo, en la placa de circuito impreso (PCB), los terminales del encapsulado, los hilos de unión y las pistas introducen inductancia y capacitancia adicionales. Estos efectos parásitos cobran importancia a altas frecuencias (especialmente por encima de los 10 GHz), lo que altera las condiciones de adaptación de impedancia.
Los diseños de circuitos integrados encapsulados de STARDL se someten a una rigurosa optimización mediante cosimulación del encapsulado en todo el rango de frecuencias, lo que garantiza una degradación mínima del rendimiento desde el chip sin encapsular hasta el dispositivo encapsulado.
4. Dispositivos de potencia de GaN: redefiniendo la RF de alta potencia
4.1 ¿Por qué el GaN?
El nitruro de galio (GaN) es la tecnología de potencia de radiofrecuencia más representativa entre los materiales semiconductores de tercera generación. En comparación con los procesos tradicionales basados en GaAs y silicio, el GaN ofrece tres ventajas fundamentales:
Alta densidad de potencia. El GaN tiene una banda prohibida de 3,4 eV, más del doble que la del GaAs (1,4 eV). Esto significa que, para un transistor del mismo tamaño, el GaN puede soportar una tensión y una densidad de corriente mucho mayores, lo que le permite ofrecer una potencia de salida varias veces superior a la del GaAs.
Alta eficiencia. Los HEMT de GaN se caracterizan por su baja resistencia en estado activo y su rápida velocidad de conmutación, lo que les permite alcanzar una eficiencia de drenaje superior a 60% en la amplificación de potencia de RF.
Alta estabilidad térmica. Los dispositivos de GaN presentan una deriva de rendimiento mucho menor a altas temperaturas que los de GaAs, lo que los hace especialmente adecuados para aplicaciones de alta potencia y alta temperatura, como transmisores de radar, sistemas de guerra electrónica y terminales de comunicación por satélite.
4.2 Tendencias del mercado de los dispositivos de potencia de GaN
El mercado mundial de GaN para RF se valoró en aproximadamente $1.894 mil millones en 2025 y se prevé que alcance los $3.536 mil millones en 2030, con una tasa de crecimiento anual compuesto (CAGR) del 13,29%. Otros estudios indican que el mercado mundial de chips de GaN para RF ya ha superado los $3.42 mil millones en 2025, con un crecimiento del 27,6% respecto a 2024, y se espera que alcance los $9.87 mil millones en 2030.
Entre los principales factores que impulsan el crecimiento del mercado del GaN de RF se encuentran: el despliegue de estaciones base 5G y la proliferación de Radares de matriz de escaneo electrónico activo (AESA), mejoras en sistemas de comunicación por satélite, y la modernización de los equipos de guerra electrónica.
4.3 Gama de dispositivos de potencia de GaN de STARDL
La línea de productos de dispositivos de potencia de GaN de STARDL abarca la banda de frecuencias de 0,5 GHz a 8,0 GHz y ofrece modos de funcionamiento tanto de onda continua (CW) como pulsado.
Rango de frecuencias: Desde la banda L (1-2 GHz) hasta la banda C (4-8 GHz), abarcando las bandas principales para radares, comunicaciones por satélite y estaciones base de infraestructura.
Potencia de salida: Hasta 61,5 dBm (aproximadamente 141 W), lo que satisface los requisitos de alta potencia, desde radares tácticos hasta comunicaciones por satélite de largo alcance.
Modos de funcionamiento: Modo CW para situaciones de transmisión continua (como los enlaces ascendentes de las comunicaciones por satélite) y modo pulsado para situaciones de detección por radar.
Formatos del producto: Incluye amplificadores de potencia con adaptación interna (PA con adaptación interna) que incorporan redes de impedancia preadaptadas, lo que simplifica el diseño de los circuitos de adaptación externos.
Los dispositivos de potencia de GaN de STARDL cuentan con redes de impedancia interna preajustadas que mantienen una linealidad estable y una gran resistencia en modos de funcionamiento de señal grande, onda continua (CW) o pulsado.
5. Decisión de selección: circuitos integrados encapsulados frente a dispositivos de potencia de GaN
| Dimensión | Circuitos integrados encapsulados | Dispositivos de potencia de GaN |
|---|---|---|
| Aplicaciones típicas | Cadenas de señal de potencia baja a media, cadenas de recepción, módulos de RF en general | Cadenas de transmisión de alta potencia, front-ends de radar, enlaces ascendentes de SATCOM |
| Rango de frecuencias | CC – 40 GHz | 0,5 – 8,0 GHz |
| Potencia de salida | De milivatios a unos pocos vatios | Hasta 100 W+ |
| Tipo de paquete | SMT de plástico/cerámica | Módulos con adaptación interna/cerámica |
| Complejidad del diseño | Bajo (montaje SMT estándar) | Alto (requiere polarización y gestión térmica) |
| Casos de uso habituales | LNA de receptor, conmutadores de RF, amplificadores de potencia | Sistemas de amplificación de potencia para radares, sistemas de guerra electrónica, terminales de comunicaciones por satélite |
A la hora de tomar una decisión de selección, ten en cuenta estas tres dimensiones:
Requisitos de alimentación. Si necesitas una potencia de salida de entre milivatios y unos pocos vatios, los circuitos integrados encapsulados son la opción más sencilla y económica. Si necesitas decenas o incluso cientos de vatios de potencia de transmisión —como en el caso de los transmisores de radar o los enlaces ascendentes de comunicaciones por satélite—, los dispositivos de potencia de GaN son imprescindibles.
Capacidad de diseño. Los circuitos integrados empaquetados tienen unos requisitos de diseño menos exigentes: basta con seguir los procesos estándar de montaje superficial (SMT) y las instrucciones de la ficha técnica. Los dispositivos de potencia de GaN requieren unos conocimientos más profundos en diseño de RF —diseño de circuitos de polarización, gestión térmica, adaptación de la modulación de impulsos—, aspectos que influyen directamente en que el dispositivo pueda alcanzar el rendimiento indicado en la ficha técnica.
Requisitos medioambientales. Si el sistema debe funcionar de forma fiable durante largos periodos de tiempo en entornos adversos con altas temperaturas, humedad o vibraciones, los dispositivos de GaN con encapsulado cerámico ofrecen una clara ventaja en cuanto a fiabilidad.
6. Ventajas técnicas de STARDL
Los puntos fuertes fundamentales de STARDL en el ámbito de los circuitos integrados de radiofrecuencia y microondas se manifiestan en tres aspectos:
Cobertura de toda la cadena. Desde amplificadores de bajo ruido hasta amplificadores de potencia, desde mezcladores hasta conmutadores, desde chips sin encapsular hasta dispositivos encapsulados, STARDL ofrece una solución completa para la cadena de señal de RF. Esto significa que los ingenieros pueden adquirir todos los dispositivos esenciales, tanto para la cadena de recepción como para la de transmisión, de un único proveedor, lo que elimina los problemas de coordinación entre distintos proveedores.
Amplia cobertura de frecuencias. Desde CC hasta 50 GHz, abarcando todas las aplicaciones habituales, incluidos los radares, las comunicaciones por satélite y la infraestructura 5G.
Diseño basado en la ingeniería. Los productos de STARDL están diseñados no solo para ofrecer un buen rendimiento en laboratorio, sino también para garantizar estabilidad y fiabilidad en entornos de sistemas reales. Están optimizados para la integración en sistemas de alta densidad, lo que ayuda a los equipos de ingeniería a simplificar el diseño de la etapa frontal de RF, optimizar la gestión térmica y superar las limitaciones de espacio.
La realidad de la ingeniería
Los circuitos integrados de microondas de RF son los componentes fundamentales de los radares, las comunicaciones por satélite y los sistemas inalámbricos. Comprender las características y los escenarios de aplicación de los circuitos integrados encapsulados y los dispositivos de potencia de GaN es el primer paso para lograr un diseño satisfactorio de la etapa frontal de RF.
Para los equipos que buscan eficiencia en el diseño y una producción rápida, los circuitos integrados encapsulados ofrecen una solución consolidada y “lista para usar”. Para los equipos que buscan la máxima potencia de salida y un alto rendimiento en transmisores de radar o enlaces ascendentes de comunicaciones por satélite, los dispositivos de potencia de GaN ofrecen la combinación óptima de densidad de potencia y eficiencia disponible en la actualidad.
La gama de productos de STARDL en ambas áreas —circuitos integrados encapsulados que abarcan desde corriente continua hasta 40 GHz y dispositivos de potencia de GaN que abarcan desde 0,5 hasta 8,0 GHz con una potencia de salida de hasta 100 W— ofrece a los ingenieros opciones completas para satisfacer las necesidades de diversas aplicaciones.
¿Te interesan los productos de circuitos integrados de microondas de RF de STARDL? Visita stardl.com/rf-microwave-ics/ para consultar la documentación técnica detallada y las fichas técnicas de los productos.
