โดยทั่วไป เทคโนโลยีวงจร MMICs ความถี่สูง ที่มีวงจรขนาดเล็ก คลื่นความถี่ไมโครเวฟ มักถูกนำมาใช้งานเฉพาะทางเช่น ทางการทหาร ทางด้านวิทยาศาสตร์ ทางด้านการแพทย์ และด้านอวกาศ สามารถผลิตพลังงานขนาดใหญ่ระดับเมกะวัตต์ หรือเท่ากับพลังงานที่ผลิตได้จากเทคโนโลยีโซลิดเสรต (SSPDs) และสามารถนำมาประกอบในวงจรหลักเพื่อเพิ่มความสามารถให้แก่ ระบบได้ 

ในปัจจุบันมีการนำมาใช้งานทั่วไปเพิ่มมากขึ้นเช่น ใช้ในด้านการสื่อสารและยานยนต์ ดังนั้นการผลิตวงจร MMICs ความถี่สูง จึงได้มีการพัฒนาและวิจัยเพิ่มมากขึ้น ทั้งด้านการเลือกสารกึ่งตัวนำ หรือวัสดุในการผลิต กรรมวิธีในการสร้าง ผลิตภัณฑ์ตลอดจนการนำไปใช้ในรูปแบบต่างๆ ซึ่งยังต้องมีการค้นคว้าต่อไป เพื่อให้ได้เทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพ และราคาต้นทุนลดลงในอนาคต

ลักษณะทั่วไปของวงจร MMICs ความถี่สูง

วงจร MMICs ความถี่สูง (MMW ICs: Millimeter-wave integrated circuits) ถูกออกแบบมาให้ใช้งานในย่านความถี่ตั้งแต่ 30 GHz ถึง 300 GHz และมีความยาวคลื่นประมาณ 1 ถึง 10 มิลลิเมตร ในอดีตการใช้งานจะมุ่งเน้นไปที่การใช้งานการทหาร จนต่อมามีการนำไปใช้งานด้านการสื่อสารเคลื่อนที่และการสื่อสาร แบบไร้สาย จนกระทั่งในปัจจุบันมีการพัฒนามาเป็นรูปแบบวงจรแบบ monolithic integrated circuit หรือวงจรไมโครเวฟแบบโมโนลิธิค ที่รวมส่วนประกอบหลายส่วนมารวมในแผงเดียวกัน เช่น วงจรขยายสัญญาณที่มีการรบกวนต่ำ (LNA), มิกเซอร์, ออสซิลเลเตอร์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า (VCO), ชิฟเตอร์เฟส (Phase Shifter), สวิตช์, วงจรขยายพลังงาน (PA) เป็นต้น จากที่กล่าวไปข้างต้น การสร้างวงจรไมโครเวฟจึงมีความท้าทายในด้านการผลิตและการ เลือกเซมิคอนดักเตอร์มาใช้

วัสดุที่นำมาใช้ในการผลิตวงจร MMICs ความถี่สูง

สารกึ่งตัวนำที่นำมาใช้เป็นสารกึ่งตัวนำในตารางธาตุหมู่ที่ 3-4 เช่น GaAs และ InP มีคุณสมบัติในการเคลื่อนที่อิเล็กตรอนมากกว่าสารกึ่งตัวนำอย่าง ซิลิกอน (Si) ที่มีค่า noise ต่ำกว่า ณ ความถี่สูง แต่ก็ยังมีข้อเสียบางประการ จึงนำมาสู่การเลือกใช้งานสารกึ่งตัวนำ InP และ GaN แทน เนื่องจากความสามารถในการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนมีมากกว่า

อุปกรณ์ที่นำวงจร MMICs ความถี่สูงมาใช้

1. วงจรขยายสัญญาณเสียงรบกวนต่ำ (LNA: Low Noise Amplifier (LNA))  ด้วยคุณลักษณะของวงจร MMICs และการนำมาประยุกต์ใช้งานกับเทคโนโลยี CMOS ทำให้ สามารถลดสิ่งรบกวนในระบบได้  รวมถึงวงจรขยายสัญญาณเสียงรบกวนต่ำของเทคโนโลยี SiGe จะลดการสูญเสียพลังงานในส่วนของชุดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพาสซีฟได้

2. วงจรขยายพลังงาน (PA) เมื่อนำวงจร MMICs มาใช้เป็นส่วนประกอบของวงจรแปลงไฟฟ้า จะเพิ่มประสิทธิภาพและลดเสียงรบกวน

3. วงจรแบบมิกเซอร์ (Mixer) วงจร MMICs นำมาใช้ลดการสูญเสียที่เกิดจากการแปลงสัญญาณเช่น มิกเซอร์กระจายสัญญาณแบนด์วิดท์กว้าง 5 ถึง 45 GHz มิกเซอร์ตัวต้านทานแบบแยกสัญญาณฮาร์มอนิกย่อยสูง 56 ถึง 66 GHz  เป็นต้น

4. ออสซิลเลเตอร์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า (VCO) วงจร MMICs ถูกนำมาใช้ในการลดชิฟเตอร์เฟสเช่น  V-band VCO และ Q-band VCO เป็นต้น

5. วงจรควบคุมอื่นๆ

วงจรของระบบการสื่อสารที่ช่วยลด Insertion Loss

ในการส่งสัญญาณเช่น สวิตช์ SPST และสวิตช์ SPDT

เทคโนโลยีที่เกิดขึ้นจากเทรนด์ MMICs ความถี่สูง

- การสื่อสารผ่านการใช้จานดาวเทียมขนาดเล็ก (VSAT) ด้วยการนำวงจร MMICs ความถี่สูงมาใช้ในย่าน Ku Band (12 GHz ถึง 18 GHz) แต่มีความเป็นไปได้ว่า ในอนาคตจะใช้งานในความถี่ที่สูงขึ้นตั้งแต่ 26 GHz ถึง 40 GHz และยังมีแนวโน้มที่จะใช้ความถี่สูงมากยิ่งขึ้นไปอีกที่ระดับ E- band 60 GHz ถึง 90 GHz ความถี่ที่สูงขึ้นนี้ จะทดแทนการใช้งานสายไฟเบอร์ออฟติก (Fiber Optics) ได้

- เรดาร์ยานยนต์ มีปริมาณการใช้วงจร MMICs สูง ณ ความถี่ 77 GHz ประโยชน์ในการใช้วงจร MMICs ความถี่สูงคือ หลีกเลี่ยงการชนกันของยานยนต์ การเตือนภัย การเปลี่ยนเลน และช่วยเหลือในการจอดรถ

-การพยากรณ์อากาศ ใช้สายอากาศ (Active Antenna Arrays) ที่มีความถี่สูงถึง 94  GHz. วิเคราะห์สภาพภูมิอากาศ เมฆ หมอกและควัน ณ ความถี่ W-band (70 GHz ถึง 110 GHz) รวมถึงสามารถสื่อสารได้อย่างมีประสิทธิภาพ

‍