Зміст
1. Еволюція НВІС. Системи на кристалі, в корпусі і на підкладці
2. Базові технології та їх обмеження
3. Проблеми проектування мікросхем з низьковольтним харчуванням
4. Мікросхемотехніка аналогових і аналого-цифрових СФ блоків
Бібліографічний список
1. Еволюція НВІС. Системи на кристалі, в корпусі і на підкладці
Перехід на субмікронну і частково глибоку субмікронну технології наочно показав, що ефективність застосування БІС і НВІС мікроконтролерів будь архітектури в радіоелектронної апаратури визначалася якістю і номенклатурою периферійних ІС, що утворюють інтерфейс зв'язку з датчиками і виконавчими пристроями відповідної міні-системи. Низька надійність і перешкодозахищеність зовнішніх (внекрісталльних) з'єднань, складність тестування і пошуку несправностей зробили економічно доцільною заміну плат та міні-блоків. Саме тому і відбувся перехід від міні-систем до мікросистем - системам на кристалі (СНК), де зазначені сполуки реалізуються в кристалі або на побложке. Зазначимо, що спочатку для завдань управління мікро-і міні-роботів, а також для надточного управління традиційними об'єктами були розроблені мікросистеми - відносно нескладні мікроізделія, реалізують весь цикл вимірювання і перетворення від сенсора до виконавчого механізму. Ця область (мікросистемна техніка) має самостійний розвиток, де обмежуючими факторами в першу чергу є матеріали і технологічні норми виготовлення мікросенсоров і виконавчих механізмів.
Сучасні завдання зв'язку, автоматичного управління і техніки спеціальних вимірювань вимагають для забезпечення щодо високої серійності виробів не тільки кардинального підвищення надійності, але і можливості їх програмної адаптації до розв'язуваної задачі. Саме тому такі системи повинні мати дуже потужне програмований ядро ​​з набором швидкодіючих областей пам'яті констант (програм) і даних. Реалізувати зазначене можна або застосуванням нових дорогих матеріалів, або за рахунок переходу в цифровий частини системи на глибоку (≤ 0,35 мкм) субмікронну технологію. Однак навіть для цифрового процесора в будь-якому випадку найважливішим завданням в процесі виробництва та експлуатації залишається тестування.
У перспективі в рамках систем на кристалі можуть бути вирішені багато проблем інтеграції аналогових, цифрових, радіочастотних (RF) і навіть більш екзотичних структур - мікромеханічні системи (MEMS), датчики, силові приводи, хімічні перетворювачі, оптичні блоки і т.п. Тому в сучасній інтерпретації РНК є складною інтегральною схемою, що об'єднує на одному чипі або чіпсеті всі основні функціональні елементи повного кінцевого продукту. У загальному випадку РНК як проект включає в себе як мінімум один програмований процесор, внутрікрісталльную пам'ять і апаратно реалізовані прискорюють функціональні елементи. До складу РНК також входять інтерфейси з периферійними пристроями та (або) із зовнішнім середовищем, саме тому їх базовим ознакою є аналогові компоненти, вузли та пристрої.
Слід підкреслити, що слово В«системаВ» в терміні В«система на кристаліВ» важливішого, ніж слово В«кристалВ». Потреби практики завжди випереджають технологічні можливості, тому для багатьох найбільш наукомістких додатків виявляється доцільним проектування функціональних блоків як частина інтегрованого цілого, а фізично вони розміщуються не в кристалі, а на одній підкладці і корпусі. Такі системи - System in Package (SiP), System on Package (SoP) - виявляються більш надійними, якісними і дешевими, але при цьому вони проектуються як єдине ціле. Їх складові частини - складно-функціональні блоки (СФ блоки) - є також інтегрованими проектами СНК (IP блоки) і основою підвищення продуктивності і В«живучостіВ» проектування за рахунок повторного використання цього інтелектуального продукту.
Важливим фактором у розвитку такого підходу стало створення організації Virtual Socket Interface (VSI) Alliance, що об'єднує провідні електронні фірми для розробки ефективних методів повторного використання IP, стандартних вимог щодо їх створення та обміну. Діяльність асоціації дозволила встановити необхідні В«горизонтальніВ» зв'язки між системними компаніями, дизайн-центрами та компаніями, що займаються САПР. Можна стверджувати, що без таких асоціацій розвиток сучасної мікроелектронної техніки неможливо. p> Зазначене проектування справила вирішальний вплив на електронну промисловість в цілому. Еволюція технологічних процесів при-вела до різкого збільшення одноразових витрат. Наприклад, вартість шаблонів на рівні 0,13 мкм наближається до 1,0 млн дол Але більш швидкими темпами зростали витрати на проектування окремих пристроїв. Так, навіть при значних успіхах у повторному проектуванні (IP) вартість сик на рівні 0,13 мкм оцінюється від 5,0 до 20,0 млн дол Статистика останніх років показує, що загальне число проектів в класі спеціалізованих інтегральних схем (ASIC проектів) с...
