移动计算市场电源管理的未来发展

上网时间: 2013年10月08日? 作者:Christophe Chene, Dialog半导体有限公司亚太区总经理? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:电源管理? 移动计算电源管理? 便携式设备?

节省电路板空间

OEM厂商也面临节省电路板空间的压力,他们必须释放出更多的面积以容纳新功能,同时还要维持设备的轻薄短小并降低成本。针对这些目标,3D封装或是芯片堆栈技术的使用能产生优势。一般而言,芯片堆栈是利用低密度接线或焊锡凸块连接不同堆栈层。Dialog是首次在单一封装中整合或堆栈完全可配置PMIC 及低功耗Audio CODEC的公司之一,如此能大幅有助于客户节省电路板空间及成本。这是在单芯片上整合超过40个不同高低电压的电路及类比功能。

节省空间还不够,同时,Dialog的音频编解码芯片还能为消费设备提供优异的音频效能。藉由在DSP(数字信号处理器)内整合先进回音消除软件,Dialog的Audio CODEC(编解码器)能过滤背景杂音并增加声音清晰度,如此一来,即使是在嘈杂的环境中也能提供丰富、低频及高清晰的频率。

除了芯片堆栈技术外,未来我们将看见其他节省电路板空间新技术的现身。其中一种技术是3D整合,是透过直通硅晶穿孔(Through-Silicon Vias, TSVs)连接不同的电路层,TSV较为密集且能提供更强大的连接能力,可以跨越更多层并节省更多电力。3D整合一开始是被用来封装高速存储器及SoC,用来为绘图功能提供更优异的带宽,而它现在绝对是未来值得被好好观察的领域。

制造趋势

我们也看见了设备尺寸日趋轻薄小巧,但却装入比以往更多的功能。更细小的器件尺寸可能会引发高漏电流的危险性,这是短通道效应以及不同的掺杂水平所致,而这最终会让产业无法朝更小的尺寸迈进。

截至目前为止,制造方面有着重大的变化,其中也包括90年代晚期切换至铜互连工艺的时期,由于铜比铝的导电性较为佳,因此可促成更小金属器件的使用,且使用较少的电力就能通电。应变硅(strained silicon)是另一大进展,其中的硅原子被拉伸超出其正常的原子间距离。增加这些原子间的距离可以减少原子的作用力,降低其对于电子通过晶体管的干扰,如此便能达成更好的活动性,进而实现更佳的芯片效能及较低的功耗。

我们也看到了例如高k/金属闸等新堆栈材料的出现,以及FinFET(鳍式场效晶体管)此类全耗尽晶体管(fully depleted transistors)。现在的FinFET是3D结构,在平面基板上升起,相较于同样面积的平面闸,FinFET可以提供更大的容量。通道周围的闸门能提供优秀的通路控制,如此一来,当器件处于断开状态时,能通过主体的漏电流就微乎其微。这让低阈值电压的使用成为可行的,如此便能实现最佳的切换速度及功率。

还有许多其他有潜力的技术蓝图。例如,Dialog与全球最大的晶圆代工厂——台湾积体电路制造股份有限公司(TSMC,台积电)共同合作最先进的0.13微米bipolar-CMOS-DMOS(BCD)技术,用于在小型单芯片电源管理IC中整合先进逻辑、类比及高电压器件,以支持下一代智能手机、平板电脑及超级本。

BCD工艺技术代表了驱动半导体产业各领域,包括应用端、设计及工艺持续前进的创新力量。此技术在同一片晶圆上结合了类比Bipolar(B)器件、互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductors, CMOS)以及高压电晶体说扩散金属氧化物半导体(Double Diffused Metal Oxide Semiconductors, DMOS)。系统设计师乐于采用此技术,因为它能减少功率损失、电路板空间及成本。Dialog此类的IC合作伙伴正积极推动BCD,因为该技术有助于制造更好、更小及更创新的产品。同时,随着现在的BCD技术是以200mm晶圆制造,晶圆厂得以让它们几乎折旧完毕的产线得以继续贡献生产力,如此能减少终端客户的成本并产生利润,或是能拥有投资其他新兴技术的更多空间。

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