标准逻辑器件平均售价大幅降低,单门微型封装走俏

上网时间: 2001年09月30日? 作者:鲁思奇? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:标准逻辑IC器件? 市场?

经过几十年技术和商业领域的循环与周期变化,标准逻辑IC器件仍顽强地生存着,有关它会夭折的市场预言不攻自破。为了满足整机产品缩小体积、降低电压和提高速度的要求,今年有大批标准逻辑器件新品相继面市,再次证明这个市场仍颇具相当实力和竞争力。此外,从射极耦合逻辑(ECL)技术的复苏,特别是在高速背板应用领域的?活,我们也能略窥其实力所在。

在某些方面,一些较老的标准逻辑器件技术又重新登上舞台,如较老的射极耦合逻辑技术在某些高速应用中重新出现。在另一些方面,标准逻辑IC市场目前与其它芯片技术保持同步发展,着重开发单门或双门器件,以及球栅阵列(BGA)和薄型超小外形封装(TVSOP)等较小型封装。许多逻辑器件供应商已经成功开发出先进超低电压CMOS(AVC)和体效应收发器逻辑plus技术(GTLP)等新工艺技术。

等待转机出现

毋庸置疑,今年席卷整个业界的低迷局面已经对逻辑器件市场造成了不良影响。近期,许多逻辑器件供应商都已调低了业绩预期。

IDT、安森美半导体公司和Pericom半导体公司的上半年表现普遍令人失望,也预示着许多逻辑供应商今年的市场前景会相当糟糕。iSuppli公司市场调研部门估计,CMOS器件在整个标准逻辑市场中约占70~75%份额。据半导体行业协会数据显示,6月份CMOS逻辑器件销售仍然低迷,而双极逻辑器件的销售则继续高于预期。

逻辑器件供应商希望市场会在2002年恢复正常,但当前迹象表明它们在2001年仍将面临困难和低迷。IDT公司定时和逻辑产品部总监Kevin Walsh说:“我们已经连续几个季度大幅下调预期,但我们希望能够在年内看到某些积极迹象。”由于欧美的系统制造商仍在继续清理库存,逻辑器件的付运量将会大幅下降,造成供应充裕但平均售价显著降低的局面,其中成熟产品所受影响最大。标准逻辑器件平均售价大幅降低,单门微型封装走俏_ESMCOL_1

尽管市场条件相当艰难,今年标准逻辑芯片的市场规模仍将达到约30亿美元,且预计在今后几年中仍将保持高速增长势头,其中高性能器件将会成为市场主流。iSuppli公司预计,标准逻辑IC的市场规模将会在2003年增至35亿美元,而2000年则为31亿美元。据iSuppli公司介绍,德州仪器公司、安森美半导体公司、快捷半导体公司、飞利浦半导体公司、东芝公司和IDT公司是这个领域的主流公司。

技术革新围绕低压、高速和低功耗

业界高层称,目前标准逻辑器件的出货量已经比去年同期减少了10~40%,尽管去年的器件供应处于短缺状况。许多逻辑供应商仍在继续进行大量的设计创新,但目前不清楚它们究竟何时才会转化成生产订单。

由于CMOS能够提供最低功耗和最高性能,大多数逻辑供应商仍继续着力投资开发CMOS工艺,AVC和GTLP等新型和更为快速的工艺技术因此相继出现并得以采用。有些厂商凭借于这些技术获得了了几份二次采购合约。例如,德州仪器公司和IDT公司宣布达成协议,交替为3.3V纵横低压技术(VBTLV)总线开关器件供货。IDT公司还推出了一系列3.3V纵横低压技术八进制器件,希望能够满足新一代设备对更高速度和更低功耗的要求。

总线更宽、速度更快的低电压IC器件将会推动市场向前发展。飞利浦半导体公司和德州仪器公司则联合开发推出AVC系列产品,其速度在3.3V电压条件下低于1.5ns,在2.5V电压条件下低于2ns。这些高性能逻辑器件现用于高端工作站、桌面PC机和交换设备中。

降低IC器件工作电压之风也已吹进了标准逻辑器件领域,数家供应商现已提供工作电压在2.5V甚至更低的器件。随着业界向2.5、1.8和1.5V工作电压迈进,不少供应商已经领先一步提供此类产品。飞利浦半导体公司负责逻辑器件的营销总监Bruce Potvin说:“由于大家已经掌握了2.5V技术,我们相信标准逻辑市场将会跳过2.5V,直接向1.8V技术进军。”但据安森美半导体公司标准元器件部战略营销经理Fred Zlotnick称,尽管标准逻辑器件的发展趋势是2.5或1.8V,但大多数系统制造商仍在设计5V或3.3V的系统。

为了满足低电压、较低功耗和更快速度等诸多要求,安森美公司VCX系列产品的门传播延迟已经短于2ns,且可在3.3V、2.5V和1.8V电压下工作。

由于市场日益需要较低工作电压和较快开关速度的器件,快捷半导体公司、IDT公司和Pericom半导体公司等供应商对保持现有市场份额充满信心,因为绝大多数客户需求正从低性能器件转向高性能器件。例如,快捷半导体公司已经扩展高性能总线GTLP产品线,新增加了一种10位通用总线收发器,该收发器利用独立LVTTL输入/输出口以及诊断用反馈通路提供LVTTL至GTLP信号级转译。德州仪器公司标准和线性逻辑产品部全球营销经理David Hoover说:“与当前逻辑技术相比,GTLP将背板数据的传输率提升了4倍,因此它可以通过相同的总线传输更多数据。”

旧技术重登舞台

CMOS技术在标准逻辑市场占据主要地位,而较老的ECL技术则在不少高速应用重获新生。尽管ECL技术在标准逻辑市场中只占极少份额,但这种技术却在不少利基应用中获得采用,特别当选购逻辑器件的关键因素不是价格,而是极高速度的情况下。

安森美半导体公司宽带业务集团营销总监Mike Radhanauth称,人们最初将ECL技术看作特殊技术,系统设计难度较大,功耗也极大。但迄今为止,ECL技术目前仍然是最快的通用逻辑工艺技术之一。

Radhanauth认为ECL技术也随着时代的变化而发生了改变。与CMOS器件相比,其功耗不再触目惊心,且逐渐发展演变为可与其它逻辑工艺实现接口,并具备内置终止功能。安森美公司战术营销经理Eric Glatfelter介绍道:“ECL技术最初出现时,我们的困难是必须向其施加负电压才能使其工作,而现在它已经可以在标准5V、3.3V或2.5V电压条件下工作了。”

除了传统的自动测试设备应用外,ECL产品现在还应用于那些要求高带宽的高性能联网和电信应用中。与当前产品相比,先进的锗化硅器件将数据速率提升3倍以上,且可以实现400mV输出水平,并具备一种称作减少摆幅射ECL的新技术。尽管砷化镓技术就速度而言优于ECL技术,但由于产量尚不足以降低产品成本,因此不太可行。

单/双门微型封装走俏

由于系统设计者寻求在不降低性能、不增加开发经费和周期时间的前提下解决信号问题,因此单门器件的需求量正在不断上升。这些称为Mini Gate、NanoStar、PicoGate和SOTiny等的微型器件往往在小型分立晶体管封装中只放置一个或两个门,它们在蜂窝电话、寻呼机和PC卡等手持产品中的应用正与日俱增。快捷、安森美、德州仪器和东芝等公司都提供双门器件,而Pericom公司则计划在近期发布一款双门器件。

微型封装的功耗也相对较少。最新推向市场的微型封装产品包括快捷公司的MicroPak和德州仪器公司的NanoStar。快捷半导体公司近期为其TinyLogic产品系列推出MicroPak封装。这款封装的大小为1.45 x 1mm,较SC-70缩小65%。该公司将其价格定位在可在OEM中迅速推广采用的水平。德州仪器公司的移动电子产品用NanoStar封装的尺寸较SC-70封装缩小70%。据该公司称,NanoStar封装将首先采用5引脚、单门、低电压CMOS技术,随后还将推出8引脚版本。快捷半导体公司近期也宣布推出用于两位和三位逻辑器件的8引线封装US8。与旧有8引线封装相比,这款封装将占位面积缩小50%以上。

快捷半导体公司现在还提供统一门配置元器件,该器件可以用来替换多种板卡逻辑元器件。目前,市场现有单门功能的产品只有单独AND、NAND、OR、NOR、XOR或XNOR器件,每种器件只具备唯一的功能。该公司的NC7SZ57和NC7SZ58则可配置实现上述任一功能。

其它逻辑器件现在也采用了更小更薄的外壳,比如表面安装、薄型微缩封装和薄型微超缩封装。球栅阵列封装也在某些应用中逐步得到采用,但目前其较高价格放慢了它在逻辑市场获得采用和推广的进程。此外,操作工艺也是一个主要问题。Zlotnick介绍道,薄型微超缩封装的问题在于其0.4毫米引线间距。“引线间距在不断缩小,甚至100个客户中恐怕只有1个客户能够可靠处理这些小型封装。薄型微缩封装的引线间距为0.65毫米,但这么一丁点差别却可能在组件层次上造成完全不同的结果。”但据安森美半导体公司Zlotnick认为,薄型微缩封装将在今后5年内成为主流封装。

球栅阵列封装趋势正在慢慢形成,但相伴而来的则是性能和成本的牺牲,价格的提高以及设计的复杂化。Zlotnick说,客户在获得密度的同时,就可能以增加板卡层数为代价。他认为:“如果客户采用0.55mm引线间距的球栅阵列封装,板卡层数必须由4层增加到6层,目的仅仅是为了给内部引线安排线路。”

价格也是一个障碍。Zlotnick估计,球栅阵列封装48引线部件的成本是常规封装的两倍。但他称,如果客户采用这种封装在最小空间中尽可能放入最多逻辑器件和电路的话,那么其中高出的成本就完全值得。

Pericom公司营销副总裁Tony Walker补充说,另一缺点则是连接这些球点需要通过印刷电路板的通路和孔口,这使板设计更为复杂。“而且,从可靠性角度来看,球栅阵列封装的检测难度也更大,因为你只可能检测到球点四周的连接情况,而无法检查其中心区域连接情况。”Walker说,但球栅阵列封装构造降低了引线和封装自感应系数,因此可以大幅提升性能。

作者:鲁思奇


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