Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF
Auf dem diesjährigen »International Microwave Symposium« (IMS 2025) in San Francisco wurden gleich zwei Wissenschaftler des Fraunhofer IAF für ihre herausragenden Arbeiten mit renommierten Preisen ausgezeichnet: Thomas Zieciak (rechts im Bild) erhielt den Advanced Practice Paper Competition Award, während Dr. Bersant Gashi (links im Bild) mit dem IMS Early Career Paper Award gewürdigt wurde. Beide Auszeichnungen unterstreichen die wissenschaftliche Exzellenz und Innovationskraft der Forschungen des Fraunhofer IAF.
Thomas Zieciak – weltweit erstes D-Band GaN-T/R-MMIC
Thomas Zieciak präsentierte auf der Konferenz eine neuartige Sende-Empfangs-Schaltung für das D-Band im Frequenzbereich zwischen 131 und 144 GHz. In seinem Beitrag mit dem Titel »A D-Band Front-End T/R MMIC in a 70-nm GaN HEMT Technology« stellte er gemeinsam mit seinen Koautoren einen hochintegrierten MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit) vor, der auf einer 70-nm-GaN-on-SiC-Technologie basiert.
Der Chip vereint auf einer Fläche von lediglich 3 mm² einen Leistungsverstärker, einen rauscharmen Verstärker sowie eine Schaltmatrix zur Umschaltung zwischen Sende- und Empfangspfad. In Messungen zeigte das Bauelement eine Sättigungsausgangsleistung von 20 dBm, eine maximale Power Added Efficiency (PAE) von 7,3 Prozent und eine minimale Rauschzahl von 7 dB. Damit ist es weltweit der erste GaN-basierte T/R-Frontend-MMIC, das im D-Band arbeitet. Dank seiner kompakten Bauweise, hohen Robustheit und exzellenten HF-Eigenschaften leistet das Bauelement einen bedeutenden Beitrag zur Realisierung zukünftiger 6G-Systeme.
Der Advanced Practice Paper Competition Award würdigt herausragende technische Beiträge, die sich mit innovativen Technologien und deren praktischen Anwendungen beschäftigen und dabei erhebliche Verbesserungen ermöglichen.
Dr. Bersant Gashi – Meilenstein in der Chipintergration mit III-V-Halbleitern
Dr. Bersant Gashi wurde für sein Paper mit dem Titel »300 GHz 8×1 Active Phased Array MMIC with On-Chip Power Amplifiers, Vector Modulators, and Antennas« mit dem IMS Early Career Paper Award ausgezeichnet.
In seinem Beitrag beschreibt er die Entwicklung eines vollständig integrierten, achtkanaligen aktiven Phased-Array-MMICs für den Frequenzbereich um 300 GHz. Der Chip basiert auf einer 35-nm-InGaAs-mHEMT-Technologie und kombiniert auf einem Chip mit einer Fläche von 3,5 × 4,25 mm² Leistungsverstärker, Vektormodulatoren und integrierte Antennen. Jeder der acht Kanäle erreicht eine Verstärkung von über 20 dB im Bereich von 260 bis 320 GHz sowie eine Spitzenleistung von bis zu 6 dBm pro Kanal.
Besonders hervorzuheben sind die hochkomplexe Chipintegration sowie die elektronische Strahlsteuerung mit einer Phasenauflösung von vier Bit, die eine Richtungssteuerung in Schritten von etwa 22,5 Grad ermöglicht. Diese Kombination aus hoher Integration, Frequenzbandbreite und Steuerbarkeit stellt eine weltweit erstmalige Umsetzung für III-V-Halbleitertechnologien dar.
Der IMS Early Career Paper Award zeichnet herausragende technische Beiträge von Forschenden aus, die sich noch in den frühen Stadien ihrer Karriere befinden. Die Bewertung erfolgt anhand der Qualität, Bedeutung, Wirkung und Neuartigkeit der präsentierten Arbeit.
Beiträge des Fraunhofer IAF auf dem IMS 2025
Das diesjährige International Microwave Symposion (IMS) der IEEE Microwave Theory and Technology Society (MTT-S) fand vom 15. bis 20. Juni 2025 in San Francisco, Kalifornien, statt. Diese weltweit führende Konferenz im Bereich der Mikrowellen- und Hochfrequenztechnik bringt jährlich Tausende Fachleute aus Forschung, Industrie und Entwicklung zusammen und gilt als Schaufenster für technologische Durchbrüche im Bereich Kommunikation, Radar und Sensorik. Gemeinsam mit dem IEEE Radio Frequency Integrated Circuits Symposium (RFIC) und der Automatic Radio Frequency Techniques Group (ARFTG) Conference, die parallel abgehalten werden, bildet das IMS eine einzigartige Plattform für Wissensvermittlung, Networking und Zusammenarbeit.
Das Fraunhofer IAF war in diesem Jahr mit zahlreichen Beiträgen vertreten, darunter Postern, Papern und Vorträgen. Thematisch standen hochperformante und effiziente Bauelemente, Schaltungen und Module für innovative hochfrequenzelektronische Anwendungen im Fokus, wie beispielsweise Mobilfunk- und Satellitenkommunikation, kryogene Messtechnik oder industrielle Radarlösungen. Die Auszeichnungen für Thomas Zieciak und Dr. Bersant Gashi unterstreichen das technische Niveau und die internationale Sichtbarkeit der Forschung am Fraunhofer IAF. Beide Arbeiten markieren wichtige Meilensteine auf dem Weg zu den Kommunikationssystemen der nächsten Generation.