LONDON / LONDON (IT BOLTWISE) – Das Fraunhofer IAF stellt auf der European Microwave Week 2026 einen breitbandigen Distributed-Amplifier-MMIC vor. Der Chip arbeitet zwischen 4 und 420 GHz, liefert 11 ± 2 dB Verstärkung und kombiniert das mit niedrigen Rauschwerten bis in den Sub-200-GHz-Bereich. Als Zielmärkte nennt das Institut Schnittstellen für optische Datenübertragung in Rechenzentren sowie hochpräzise Mess- und Radarsensorik. Begleitend zeigen Partner eine Live-Messung am Stand.
Die nächste Generation schneller Rechenzentrums- und Sensortechnik hängt an einer vergleichsweise unscheinbaren, aber entscheidenden Komponente: dem Verstärker, der das Nutzsignal mit möglichst wenig Eigenrauschen „hochzieht“ und dabei über einen sehr großen Frequenzbereich stabil bleibt. Genau an dieser Stelle setzt das Fraunhofer IAF mit einem extrem breitbandigen verteilten Verstärker an. In der aktuellen Entwicklung basiert der Distributed-Amplifier auf einer monolithisch integrierten Mikrowellen-Schaltung (MMIC) und deckt einen Frequenzkorridor von 4 bis 420 GHz ab. Damit zielt das Design nicht nur auf einzelne Anwendungen im Mikrowellenbereich, sondern adressiert Konstellationen, in denen das System von Daten- und Messleitungen gleichzeitig Dynamik und Robustheit über mehrere Frequenzdekaden braucht.
Technisch betrachtet nutzt der Verstärker den InGaAs-auf-Si-HEMT-Ansatz des Instituts, konkret mit einer Gate-Länge von 20 nm. High-Electron-Mobility Transistors (HEMTs) gelten seit Jahren als bevorzugte Bausteine für sehr hohe Grenzfrequenzen; die Kombination mit einer InGaAs-Schicht auf Silizium-Substraten zielt zusätzlich auf Skalierbarkeit und Integrationsfähigkeit in bestehende Fertigungs- und Packaging-Prozesse. In diesem Setup erreicht der Distributed Amplifier eine Verstärkung von 11 ± 2 dB. Die „distributed“-Auslegung ist dabei mehr als ein Marketingbegriff: Sie verteilt die Verstärkung über mehrere Wirkpunkte, um den Frequenzgang zu glätten und die Impedanzanpassung über ein breites Spektrum hinweg zu verbessern.
Bei der Rauschcharakteristik wird es für Betreiber und Entwickler besonders relevant, weil hier die Grenzen der erreichbaren Empfindlichkeit fallen. Bis zu einer Frequenz von 202 GHz nennt das Institut Rauschzahlen zwischen 3,2 und 7,7 dB; in einer auf niedrigeres Rauschen optimierten Einstellung liegen die Werte zwischen 2,8 und 6,7 dB. Für die Praxis bedeutet das: Je näher ein Empfänger an der Rauschgrenze arbeitet, desto weniger „Füllrauschen“ frisst die Elektronik selbst, bevor das eigentliche Signal verarbeitet wird. Ergänzend dazu bewegt sich die gesättigte Ausgangsleistung zwischen 6 und 8 dBm. Damit bleibt der Chip auch dann nutzbar, wenn Signalpegel in realen Messketten oder in Übertragungs-Pfaden dynamisch schwanken, statt im Labor-„Sweet Spot“ stecken zu bleiben.
Die Material- und Prozesshistorie wird in der Meldung bewusst mitgeliefert: Vorangegangene Chipgenerationen entstanden auf Galliumarsenid-(GaAs-)Substraten und mit einer Gate-Länge von 35 nm. Die Umstellung auf 20 nm in Kombination mit InGaAs-auf-Si ist ein typischer Weg in der Hochfrequenzelektronik, um die Bandbreite zu erweitern und gleichzeitig die Leistungsfähigkeit in den Zielkorridoren zu stabilisieren. Bemerkenswert ist außerdem, dass der MMIC bereits in der Fachliteratur beschrieben wurde: F. Thome und A. Leuther, „A 4–420-GHz Distributed Amplifier MMIC in a 20-nm InGaAs-on-Si HEMT Technology With 11 ± 2 dB Gain“, in IEEE Microwave and Wireless Technology Letters, vol. 35, no. 6, pp. 844–847, June 2025, doi: 10.1109/LMWT.2025.3551639. Für Unternehmen ist das ein Hinweis darauf, dass die Architektur nicht nur demonstriert, sondern wissenschaftlich einbettbar und reproduzierbar weiterentwickelt wurde.
In der Anwendung rückt besonders die Schnittstelle zwischen optischer und elektrischer Welt in den Fokus. Moderne Rechenzentren nutzen zunehmend optische Datenübertragung, um Geschwindigkeiten zu erhöhen und den Aufbau zu verdichten. Genau in den Umformpfaden – also dort, wo optische Signale in elektrische und umgekehrt übersetzt werden – braucht es Verstärkerstufen, die die Bandbreite der Übertragung mittragen. Gleichzeitig steigt der Bedarf an Bandbreite und Signalqualität mit performanteren KI-Workloads und den damit verbundenen Datenbewegungen. Neben der Übertragungslogik nennt das Fraunhofer IAF auch Messsysteme und Radarsensoren als zentrale Einsatzfelder: Niedriges Rauschen und hohe Ausgangsleistung bedeuten hier höhere Auflösung, mehr Reichweite und eine bessere Empfindlichkeit, weil die Empfangskette weniger Reserve in Form von „zusätzlichem Rauschen“ verliert.
Auf der European Microwave Week 2026 (EuMW) wird der Chip vom 4. bis 9. Oktober 2026 in London präsentiert. Der Stand ist mit B35 ausgewiesen, dort zeigt das Institut Ausstellungsexemplare des Verstärker-Chips und weitere Innovationen aus der Hochfrequenzelektronik. Eine Live-Messung soll ein kooperierender Messtechnik-Hersteller am eigenen Stand (D10) demonstrieren. Zusätzlich plant das Institut die Vorstellung weiterer Erkenntnisse im Rahmen der Konferenzen, unter anderem zu InGaAs-Metamorphic-HEMT-Technologien für Ultra-Wideband-Anwendungen, zu skalierbarem Small-Signal-Modeling von 20-nm InGaAs HEMTs sowie zu Receiver- und Mixer-Konzepten in höheren Frequenzbändern. Für Entscheider ist das relevant, weil es zeigt, dass der Fortschritt nicht als einzelner Chip endet, sondern in Richtung Modellierung, Systemintegration und Architekturfolgen weitergedacht wird.
Für die Industrie folgt daraus vor allem eine Frage, die in Rechenzentren und in der Sensorik gleichsam zählt: Wie gut lässt sich ein breiter Frequenzkorridor in realen Signalwegen „verkabeln“, ohne die Leistungsdaten durch Packaging, Streuparameter oder thermische Effekte wieder zu verlieren? Gerade bei 4–420 GHz ist der Übergang vom MMIC zur Systemebene kritisch – Kontaktierung, Leiterbahn-Übergänge und die Impedanzanpassung müssen mit der Frequenzlogik des Chips mithalten. Das Fraunhofer IAF deutet mit dem InGaAs-auf-Si-Ansatz an, dass Integrations- und Fertigungsperspektiven mitgedacht werden. Wenn solche Distributed-Amplifier in Serien-Interfaces der nächsten Rechenzentrums-Generationen und in hochauflösenden Radarsystemen tatsächlich konsistent eingesetzt werden, sinkt nicht nur das Rauschen in der Kette – auch die Entwicklung wird planbarer, weil ein Baustein die Frequenzdomäne breiter abdeckt. Offen bleibt, wie schnell sich der Chip-Ansatz in konkrete Design-Wins übersetzt, doch die Kombination aus dokumentiertem Designumfang, ausgewiesenen Rausch- und Leistungswerten und der direkten Messepräsenz liefert dafür zumindest eine belastbare Grundlage.
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