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过去的几年中，有关60GHz毫米波通信频段的研究已经变得相当重要，很多研究机构都在致力于这一频段通信系统的商业应用，它除了具有小的相邻信道干扰问题外，还有数GHz的带宽，使得高速数据传输需求的点对点通信涌现出新的生机。高的传播衰减使其成为一个短距离通信方式，但也代表了一个密集的频率复用方式，并且高频率的数据传输也相应减小了天线的尺寸，因此60GHz技术成为了国内外研究的热点，也取得了显著的成就。考虑到CMOS技术的高集成度和低成本，同时纳米尺寸的CMOS工艺已具有极高（>100GHz）的特征频率，近年来CMOS毫米波集成电路和集成系统开始得到广泛和深入的研究，成为新的研究热点。本文对毫米波集成电路的研究进展做了相关总结，也对设计CMOS电路做了基本分析和探讨，并对60GHz低噪声放大电路进行了调研工作，最后基于TSMC90nm CMOS工艺设计了一款工作于60GHz频段的低噪声放大器。首先，论文介绍了毫米波电路应用频段由低频到高频的发展过程以及毫米波的发展趋势，并结合工艺特点，分析了硅技术在毫米波频段的重要性。最后根据60GHz的频段特点以及硅技术的发展，指出基于硅技术的60GHz集成电路研究的可能性和必要性，并结合60GHz的优势，总结出此应用的主要方向和前景。针对CMOS工艺下毫米波电路的设计挑战，本文详细探讨了工作在毫米波频段低噪声放大器电路的设计方法。早期的60GHz技术主要采用化合物半导体工艺（GaAs或InP）实现，随着深亚微米和纳米级CMOS工艺的进步，CMOS工艺设计毫米波集成电路成为可能。但是，CMOS工艺设计毫米波电路还存在诸多挑战。对于有源器件而言，更小的晶体管尺寸出现了比长沟道器件更大的额外噪声，而且由于毫米波工作频段下更多的寄生效应，在模型精准性方面也面临了更多挑战。同时，无源器件在毫米波频段的高损耗、低品质因数也直接影响着电路的性能。因此，毫米波电路设计应有区别于传统射频电路的设计方法，进行更多复杂诸如毫米波频段器件模型、寄生效应及全电磁场仿真等方面的考虑。最后本文设计了一款应用于60GHz频段的低噪声放大器。该放大器采用TSMC90nmCMOS工艺，使用Cascode两级级联的单端输出方式，并在典型低噪声放大器源简并结构基础上加以调整，采用了电流复用技术提高增益。电流复用技术能够在不增加噪声系数的同时，缓解高频下晶体管增益不高的问题。通过串联晶体管级间电感的方法提高电路的线性度，减小密勒效应引起的反馈损失，可以有效增大功率传输。调整匹配使两级低噪声放大器的噪声达到最优，并且兼顾一定的线性度。考虑毫米波频段时器件和金属连线之间的寄生效应，电路的电感器件采用HFSS来进行电磁场分析设计，金属走线和互连结构采用ADS momentum仿真优化，并用电容替代PAD带来的寄生效应，以减小高频下的寄生影响。后仿真结果显示，电路工作频率为57~64GHz，小信号增益为17dB，噪声系数为6dB，芯片版图总面积为430×670m~2。目前，该芯片已提交流片，正等待测试中。本文较为全面的对毫米波集成电路尤其是工作在60GHz频段的低噪声放大器做了研究，总结了这一频段的应用和基于硅基的60GHz电路发展前景，并探讨了设计毫米波低噪声放大器面临的挑战和设计考虑，在此基础上，采用90nm CMOS工艺设计了一种工作在60GHz的低噪声放大器，并利用HFSS电磁场仿真设计的电感完成阻抗匹配，利用电流复用技术使电路性能在增益和带宽方面有所改善。