射频开关

　　最新一代的RF MEMS开关大多是电容式器件。电容式开关使用电容耦合工作，非常适合高频率的射频应用。在操作过程中，力被施加到像桥一样悬在基板上的梁。当梁被该力(例如静电力)拉下时，会接触到基板上的电介质，使信号终止。桥型电容开关的横截面如图 3 所示，其中使用CoventorMP® 3D所建的电容式RF MEMS开关模型处于未变形状态，如图 4 所示。

　　桥型电容式RF MEMS开关

　　使用CoventorMP® 3D建立的桥型

　　RF开关的模型处于未变形状态

　　RF MEMS的商业化

　　RF MEMS开关的开发早在20多年前就开始了，但当时在市场上取得的成功有限。早期，商业化的主要障碍在于可靠性。RF开关需要经受数十亿次开关循环的考验。要找到开关材料极具挑战——既要求足够坚固，能经历大量开关的循环，同时又得非常柔软才能在闭合时形成良好的接触。RF MEMS开关(特别是它们的电极)需要一种基于机械材料合成层的制造技术。开关的可靠性受到这些合成材料中电气和机械应力的影响，同时温度依赖性以及对冲击和振动敏感性也会影响其可靠性。

　　下一代电信系统和智能手机对RF MEMS开关和其他RF MEMS器件的需求在不断增长。根据半导体市场调研机构Yole Développement的报告，RF MEMS器件市场将大幅增长。Yole指出，由于5G设备中需要有源天线，5G通信的发展将增加对基于MEMS的器件(如RF MEMS BAW滤波器)的需求。此外，RF MEMS振荡器会被用于部署与5G相关的新基站和边缘计算。

　　由于其机械特性，RF MEMS开关与现有技术相比具有多项优势，包括闭合时阻力很低、打开时阻力很高。此外，它具有体积小、功率要求低、开关速度快、信号损耗低、高断态隔离和电路规模集成能力等优点。随着新的制造工艺和材料准备就绪，频率在几十GHz范围内的射频微机电系统开关被广泛用于包括5G移动蜂窝通信在内的电信系统，带来RF MEMS器件的巨大增长。