砷化鎵射頻（RF）元件憑藉著優異的雜訊處理及高線性等特色，成為高效能通訊設備開發人員長久以來的首選方案；然而，近來隨著絕緣層覆矽（SOI）制程技術的突破，以矽材料為基礎的RF元件性能已大幅突破，成為替代砷化鎵方案的新選擇。
　　近來矽基產品在技術上的突飛猛進，再結合設計制程的改變，使其在高效能射頻（RF）及微波應用中，已逐步展現做為砷化鎵替代方案的可行性。設備技術的快速進展帶動的需求，通常可以引導發展出最佳設計，即使此一最佳設計在開始之初可能遭到質疑，但仍有獲得實踐及突破的機會。直到最近，工程師 們在為4G基地臺、寬頻中繼器、分散式天線等裝置設計RF及微波電路時，都會選擇使用砷化鎵場效電晶體（GaAs FET），以達到最佳雜訊控制及線性效果。
　　但在相同應用之中，囿于種種原因，矽基產品方案卻很少為設計師們所考慮，如今矽基產品已有較以往更為有效的設計，包括大小、成本、可靠度、穩定時間等都已大幅提升，除此之外，在雜訊、失真、瞬間回應等方面亦皆有所改進，可以做為電路設計的重要組成。
　　砷化鎵技術優劣參半
　　砷化鎵技術在無線應用領域，始終扮演著重要角色，其優點是低雜訊及高度線性效果，此二者均超越了矽基產品。因為雜訊及線性是系統中的可變增益放大器、數 位步進衰減器、切換器、調變器及混波器等重要組件的關鍵因素，而砷化鎵在這兩個方面的優越性能，使其長期成為工程師的首選。
　　而矽基產品通常應用于數位環境，砷化鎵則只能使用在類比應用中。數位的設計通常需要在多層基板之中納入多晶片模組，但如此的設計通常頗為昂貴，且對于潮濕的環境相當敏感，以致必須予以特殊設計及處理。
　　基于砷化鎵的模組靈敏度等級通常是MSL3，故必須在密封后的一周之內予以啟用，以確保不會因濕氣而導致損壞或功效不佳，甚至導致設備在使用之初即失 效。而以矽為材料的積體電路，是以四方平面無接腳（QFN）的方式予以個別封裝，故靈敏度等級是較低的MSL1，不需要特殊處理，即可執行標準卷軸執行運 送。
　　矽基產品的QFN封裝方法，相較于砷化鎵的多個層板疊壓方式，前者可以擁有較佳可靠度及更低的熱電阻，簡化了散熱管理的設計。此外，砷化鎵產品具有較低的靜電釋放（ESD），表示其只能承受500V的人體放電模式（Human-Body Model， HBM），而矽基產品則可承受2kV，二者相較的結果是砷化鎵產品可能會在組裝區域中，被較低等級的ESD事件所損壞，而相同功能的矽基產品則只需要較少 的防靜電措施。
　　絕緣層覆矽（Silicon-On-Insulator， SOI）切換器通常具有如圖1的RON x COFF等優點，同時可以在較大的隔離中，呈現較低的插入損耗。圖1　基地臺無線電區塊圖顯示了矽基產品如何取代砷化鎵（深灰色），同時又可以在高效RF裝置中獲得更好的可靠度、 更高的集成及更低的成本。最后要說明的是砷化鎵產品往往需要依賴外部的被動元件，如感應器或電阻，使得整體空間必須放大，才足以容納這些外部元件，但同時也增加了復雜度。
　　砷化鎵切換器Gate Lag明顯
　　需要高速處理資料的設備，包括3G及4G通訊系統、工業系統等，都需要RF電晶體，才得以在接到指令后的時間要求內，完成處理或保持訊號的完整，稱為安 定時間（Settle Time）。此一安定時間會受到切換器的Gate Lag設定值所影響。一般而言，啟動切換器后的Gate Lag可以是上升時間結束的10-90%，以及在完全穩定之后，與電阻的差異。這個值通常會在啟動后的97.5-100%之間，Gate Lag也可視為RF輸出功率由90%及完全100%的時間差。
　　砷化鎵產品都有明顯的Gate Lag，特別是在低溫環境下，它會顯著影響系統效能。一個高速通訊系統就必須在作業之前，先等待Gate Lag造成的延遲，較長的安定時間可能會限制系統的處理速度及靈活性，也會拉長生產方案的測試時間。
　　矽基RF方案性能突破
　　雖然砷化鎵產品有著上述缺點，但其卓越的雜訊系數及Third-Order-Intercept（IP3）線性處理能力，仍是難以取代的特色。直到現在，可以做為替代品的矽基產品，才以新一代技術克服傳統的限制，提供了更可靠及更為經濟的解決方案。新一代的RF切換器，如IDT的F2912產品，其采用SOI技術可以在功率放大器（PA）裝配環境的高溫下穩定運作，這些以矽為材料的切換器可以在大于120℃的高溫下，仍然保有卓越的處理效能（0.7B插入損耗、+65dBm IP3及60dB的隔離）（圖2）。
　　
　　圖2　SOI切換器的處理效能（F2912）
　　IDT公司另一個以矽為材料的可變增益放大器（IF Variable-Gain Amplifiers， VGA）產品F1240，可經由FlatNoise技術，提供突破性的SNR功能，FlatNoise技術可以確保即使在增益減低時，仍可將雜訊系數維持 在較低水準（如圖3），而在過去的環境中，工程師必須毫無選擇地接受每1dB帶來的增益降低，而在強化的SNR系統中，可以在最多2dB的雜訊下，仍然保 有較高線性處理效能。