【导读】贵如黄金,国半全新高性能音频芯片瞄准发烧友市场 镀金TO-3封装,以25颗为采购单位,单颗价为150美元!没错,这就是美国国家半导体公司(NS)最近推出的一款比黄金还贵的音频芯片。在面向便携设备的Boomer系列音频放大器及子系统产品,以及用于中档电子消费产品的高功率Overture系列放大器上获得成功后,国半又将目光瞄准了高性能音频市场。为此,国半最近推出了其全新高性能音频芯片系列的两款旗舰产品——业界首款高度集成的200V立体声驱动器LM4702,可将失真率降低至0.00003%的34V高保真度音频运算放大器,未来国半还将推出更多的高性能音频产品。 采用镀金封装的LM4702A单价达150美元。 LM4702芯片是一款立体声音频放大器驱动器,可以驱动多个高功率分立晶体管或多对达林顿晶体管,适用于每声道可以提供25W至300W以上输出功率的系统。它可以完全集成到功率放大器之内,因此工程师无需为系统另外加设分立式放大器,令功率放大器的设计时间可以大幅缩短。按照不同的操作电压、性能及相关保证,LM4702有三个不同级别可供选择,全部都设有静音功能,既适用于高端消费市场的音响系统,也符合专业级音响设备的严格要求。其中LM4702C采用15引脚的TO-220封装,单价4.50美元,专供广大的电子消费产品市场,包括立体声音响系统及音像设备接收器。LM4702B的额定电压高达正/负20V至100V,技术要求更为严格,适用于高端音响系统、吉他放大器、专业级音频放大器以及高度原音的无源扬声器,单价24.95美元。LM4702A则适用于超高端消费市场的音响系统及专业级音响设备,因为它已成功通过所有阈值测试,保证在正/负20V至100V的电压范围内及指定的温度范围内完全符合有关的性能要求。LM4702A采用符合军用产品883标准的镀金TO-3封装,单价为150美元。 尽管LM4702A的单价高达150美元,但国半音频产品营销总监Gary Adrig表示,高性能音频市场注重芯片性能,以及能否减少设计复杂度,成本并不是问题。他解释说:“与便携市场追求更高集成度和更低成本不同的是,在高性能音频市场,工程师希望每一个元器件的性能都是最优,以保证整体产品性能最优化。”为了追求音质和体现“尊贵”,很多用于高性能音频产品的元器件都采用金属封装,LM4702A也采用了镀金封装,这增加了芯片成本。Adrig笑道:“作为工程师,我认为不同封装产品性能没有明显差别。但由于人们对声音的感觉是很主观的,传统上,客户往往觉得金属封装比塑料封装性能更好。” 而与LM4702属于同一系列的34V高保真度音频运算放大器LM4562只有0.00003%的总谐波失真及噪声,几乎完全没有失真。Adrig笑道:“这个指标目前全球最低,很多工程师都怀疑,是不是真的。”若输入噪声为217Hz,这款运算放大器的输入噪声密度低至只有2.7nV/sqrt Hz,中频的噪声转角达60Hz,而输出功率甚至可驱动高达600欧姆的负载。LM4562芯片可以在正或负2.5V至17V之间的广阔供电电压范围内保持单位增益稳定,输出电流高达45mA。由于具有极低失真率、低噪声、高速、广阔的操作电压范围以及高输出功率等优点,LM4562最适用于专业级及高端的音频系统,如音像系统接收器、前置放大器和混频器以及各种不同的34V医疗成像系统及工业设备。这款双通道运算放大器具有8引脚的SOIC、DIP及金属容器等三种封装可供选择。单通道及四通道的版本将于2007年年初推出。 Adrig表示,高性能音频芯片的技术发展趋势包括更宽的操作电压、更低失真、更低噪声、更高输出功率和更快反应时间等,而为了追求高性能,业界在提升芯片集成度方面会非常谨慎。
【导读】DP收发芯片支持HDMI输入 Genesis对消费电子市场不言放弃 自2005下半年开始,数字视频接口市场的不同阵营可谓兵戎相见。HDMI先发制人,目前已发布了1.3版本标准;DisplayPort(简称DP)后来居上并激进搅局,首款传输芯片目前已交付到整机厂商手中;被PC产业视为DVI后续标准的UDI 1.0a日前也正式发布,加入战局。至此,三大数字视频接口已经亮相完毕,谁更能获得消费者和厂商的青睐?或者,大家可以获得共赢的局面?日前在Genesis Microchip公司第一款基于DisplayPort1.0标准的SAFE-Lite传输芯片产品观摩会上,Genesis中国区总经理肖萌为我们解读了一种新的开发模式。 从Genesis发布的第一代DP解决方案来看,发射芯片gm60028和接收芯片gm68020共同形成完整的接口传输系统,面向高带宽显示领域,如高清电视、投影仪和高分辨率显示器。该解决方案由一个单链路DP接口组成,该接口可传输未压缩的视频和数字音频信号,在长50英尺的电缆上,利用目前工作速率为2.5Gbps的PCI Express电气层,可获得四条通道总共多达10.8Gbps的带宽。据介绍,DP链路带宽可在显示分辨率、刷新率和象素颜色深度之间自由交换,Genesis的解决方案能够传输和接收120Hz、30比特像素的1080p全高清视频, 或者60Hz QSXGA(2560×2048)图形,从而满足高刷新率和高分辨率显示需求。 肖萌强调,Genesis正是通过成熟的PC领域切入数字视频接口市场,同为视频电子标准协会(VESA)的成员公司戴尔、惠普、联想等大厂已成为其首批客户,它们的新一代PC很快将支持DP接口。据了解,自今年6月1.0版本标准定稿、首款芯片产品问世至今,1.1版本标准一直在测试过程当中,即将发布。未来的DP各版本在延续采用微封包架构技术的同时,还会实现多对线传输,在同一组Lane/Link内传输多组视频,由此能够在已有传输中追加新的协议内容,例如内容防拷贝协议。预计明年出炉的2.0版本还会增加其他功能,例如单路支持视频会议,芯片也将随之升级。 有意思的是,面对如HDMI和UDI其他类型数字视频接口,肖萌认为DP与之并非绝对的竞争关系,从某种意义上讲,甚至可以互相促进。Genesis意识到HDMI在以家电为主的消费电子市场脚跟渐稳,而Genesis则更应当发挥其从PC市场切入的优势,由此提出一种新的开发模式——与单纯的DP收发芯片同步推出支持HDMI信号源输入的接收芯片gm69010,以及同样能够接收HDMI信号源的收发芯片gm69028(DP输出)。由此,加入这样一个转换的概念,能够兼顾到HDMI在家电当中的广泛应用,为终端厂商提供更多的选择。上述芯片支持HDMI 1.1以及相应提供40位加密密钥的版权保护标准HDCP。据介绍,Genesis还计划在明年第四季度发布下一代传输芯片,除了提供DP输入输出之外,还将支持2路HDMI信号源输入。与Genesis想法类似,UDI阵营的英特尔也决心在今年年底前解决不同数字视频接口之间的竞争问题、弥合分歧,实现DVI与HDMI互操作。英特尔希望找到一条通向单一的高带宽、低成本接口的道路。 Genesis的上述举措可谓是个权益之举,它依然从DP与HDMI的两处重要不同点入手,抵抗竞争技术向市场的进一步渗透——专利授权模式和版权保护标准。DP无需支付任何版权费用,Genesis希望由此获得更多客户青睐的同时通过芯片赢利。据介绍,这些全新的收发芯片定价3美元左右,可谓与HDMI芯片相当,加上2美元的DP线缆连接器,整个解决方案BOM成本在8美元。而DVI方案的BOM成本达到11美元(收发芯片各3美元+DVI线缆连接器4美元+音频控制信号接口1美元)。肖萌介绍,如果方案使用到上述的gm69010或gm69028芯片,由于涉及到HDMI信号的转换,厂商依然需要向HDMI Licensing公司支付相应的版权费用。另外,DP希望通过全新安全技术来获得竞争优势。Genesis此次发布的芯片已支持采用128位加密密钥的DPCP(DisplayPort Content Protection System )技术,公司相信这一举措使其产品能够赢得消费电子市场。 看来,DisplayPort希望通过无版权费用和安全加密技术,在若干领域超过DVI和HDMI这两种接口技术。从Genesis发布的产品来看,DP支持的实际最大传输距离可达15米,工作电平比DVI更低。预计包括Analogix Semiconductor、ATI Technologies和Nvidia在内的DP支持者会在年底以前陆续推出DP芯片。 DisplayPort可扩展性:对抗其他类型接口的“利器” 此外,肖萌为我们介绍了DisplayPort的可扩展性。Dispalyport数据的传输是将数据流打包成微信息包,称为“传送单元”。“传送单元”的长为每通道 64 个连接符号。流数据被打包并映射至主连接之后,打包的流数据速率将等于或小于主连接的连接符号率。当小于主连接的连接符号率时,就会插入填充符号。这种方式与过去的各类视频传输方式有所不同,无论是模拟视频或DVI、HDMI等数字视频都较类似交换式传输,视频内容以即时、专线方式传送。 但这种将视频内容以微信息包方式传送的方式却可以实现在同一组通道中可以传输多组视频,这将使得将来一个信道共给多个显示终端不同内容成为可能。此外由于协议允许追加和扩增信息包的定义,所以这种微信息包传输方式也能方便地在既有传输中插入一些新的协定内容或其它信息,特别是内容保护协定,这在消费类电子的视频播送上格外需要。反之交换式传输就得限定一组Link只能传输一组视频。 肖萌表示:“换句话说,微信息包结构可以让DisplayPort表现出的不光是单纯的视频线路的角色,还起到了将视频信号与应用信息有机融合的角色,此点也是DisplayPort大幅超越DVI、HDMI之处。即便DVI、HDMI在后续版本中积极提升传输速率,但在无法改变其基础本质(TMDS传输法)的情况下,依然难以在架构体质上超越DisplayPort。”此外,DisplayPort的主连接和AUX CH都可扩展。AUX CH数据传输率可被扩展,足以支持从接收设备到源设备的捕捉视频和音频的传输。 [!--empirenews.page--]
【导读】TD-SCDMA产业链又一突破:国际认可首款本土CMOS射频收发芯片问世 “我是在一周前的早在六点多钟收到ISSCC(国际固态电子电路会议)电话的,他们邀请我们在明年2月的ISSCC年会上发表我们的CMOS TD-SCDMA射频收发芯片的论文。要知道,在这个会议上发表论文,被比喻为‘荣获国际芯片设计奥运金牌’,这是国际权威机构对我们开发出的全球第一枚单芯片CMOS TD-SCDMA收发器的认同。”鼎芯通讯CEO陈凯博士自豪地向《国际电子商情》记者表示。 作为TD-SCDMA产业联盟的唯一一家射频芯片企业,鼎芯承担着巨大的压力。一直以来,中国TD-SCDMA产业链的短板被认为是在基带芯片与射频芯片方面,而前者已有展讯等四家本土公司推出商用化的产品,但射频芯片方面始终看不到中国本土厂身的身影,目前市场上流行的两套方案一套是ADI的射频+基带,另一套方案则是中国本土厂商的基带+美信的射频IC。“现在鼎芯推出了全CMOS的TD收发芯片(CL4020),它不但打破了国际公司在TD射频芯片上的垄断,而且在工艺上超越了国际公司。”陈凯表示。 他解释道:首先CL4020芯片将接收器与发射器集成到一个单芯片上,而以上两家国际公司目前的方案仍是收与发分离,因此需要多一块芯片;其次,CL4020采用CMOS工艺,而ADI与美信采用的是传统的BiCMOS工艺,CMOS工艺的功耗比后者要降低25%以上,芯片尺寸更小。并且,CL4020采用了零中频技术,使得外围器件数量大大减小。 虽然是首次在TD的射频芯片中采用CMOS工艺,但是陈凯表示CL4020在“鼎芯-安捷伦TD-SCDMA射频实验室”中测得的数据显示整体性能指标已完全满足3GPP TD-SCDMA系统要求。CL4020支持双频(1880MHz-1920MHz;2010MHz-2025MHz),且零中频的架构集成了低通滤波器和∑-Δ小数分频锁相环,其发射通道EVM小于4%(TD标准要求17%),锁相环相位积分噪声(1kHz-640kHz)达到0.85度,整个接收通道的噪声系数小于4dB。今年4月鼎芯成功地在鼎桥的基站上实现了TD-SCDMA网络通话。 更进一步,鼎芯的射频芯片CL4020与其同步推出的模拟基带芯片CL4520搭配,能支持展讯、凯明、T3G和重邮等国内所有TD基带芯片的接口。陈凯解释道:“由于鼎芯是TD联盟中唯一的射频芯片成员,所以我们当初在定义这颗射频芯片时就与这四家基带厂商共同定义,考虑了对这四家基带芯片的支持。我们花了四个月的时间来讨论这些问题,他们非常支持我们。”鼎芯同步推出一款模拟基带芯片的原因是以上四家基带芯片中除了展讯的基带芯片集成了模拟基带外,其它几家的方案均需要独立的模拟基带,因此,鼎芯能满足国内所有基带芯片的要求。陈凯透露,下一步他们会将这一模拟基带芯片与CMOS的射频收发芯片集成。 谈到射频前端芯片比如功率放大器和天线开关等器件,陈凯表示他们目前没有研发TD射频前端芯片的计划,虽然鼎芯已有研发PHS手机射频功率放大器的经验,他们甚至在PHS手机中将PA与收发器集成到单芯片上。但是他认为目前在TD上还做不到这一点:“从目前的工艺水平来看,PA仍以分离方式更具性价比。”他分析说,虽然美信在其接收芯片中集成了PA,但是其收与发射芯片是分开的,所以仍需两块芯片,且他们为此采用了较昂贵的SiGe BiCMOS工艺,成本上并不划算。虽然没有开发PA,但鼎芯的射频收发芯片可以与Skyworks、RFMD、安捷伦以及电子部13所等所有的PA、天线开关配合使用。 “我们现在发布TD-SCMA射频芯片正是时候,可以说踩了个正点。”陈凯向《国际电子商情》表示。他解释说,虽然他们的芯片没有出现在目前的试商用网中,但是手机厂商还没有开始为大批量生产TD手机选择器件。“现阶段的测试主要是针对网络性能、手机基带性能以及手机本身的设计,射频器件并不在主要的测试功能之列。”按照信息产业部的计划,明年的一、二季度才是手机厂商进行量产前的器件筛选阶段,正真TD手机量产要到明年的3月份,“因此我们这次肯定赶上了TD手机量产的第一波浪潮。”陈凯笑称。原本以为ADI、美信会垄断TD手机大量出货的第一波浪潮,他们将是赶第二波浪潮做“Cost Down”,现在由于TD牌照的推迟发放,他们抢了个正点。并且,鼎芯的射频芯片比国产的基带走得更远,CL4020甚至可以支持将来的HSDPA,而国产的基带要到明年才有HSDPA版推出。“因为我们在开始定义CL4020射频芯片时,就将对HSDPA的支持考虑进去了。”他补充道,“CL4020芯片设计的诸多挑战之一是DC offset(直流失调), 特别是考虑支持HSDPA的情况。鼎芯采取了数字检测与环路抵消等诸多技术手段,采用数字化控制实现了芯片的优化。鼎芯在研发CL4020和CL4520的过程中产生了10余项发明,其中多项正在申请中美两国专利。”鼎芯工程副总裁李振彪博士进一步解释说。 “其实,我们为了赶出这颗芯片是加班加点,非常辛苦。信产部对TD产业链相关的进程非常重视,作为唯一的射频芯片厂商,他们对我们的压力非常大。外表看来TD的牌照发放一拖再拖,但是他们实际是外松内紧,对我们要求非常严格,但也对我们非常支持!”他表示鼎芯得到了信产部国家专项、浦东新区和上海市“科教兴市重大科技项目”的大力支持。TD产业联盟对他们的工作也很满意,产业联盟秘书长杨骅说道:“从鼎芯被选入TD-SCDMA产业联盟,承担TD-SCDMA国家专项,到取得今天这样的良好进展,对中国本土3G通信产业链完成布局和早日商用化起到了积极的推动作用”。 现在陈凯终于可以稍微喘口气了,但后面还有更艰巨的任务在等着他们。目前他们的芯片仍是在工程样片阶段,虽然与所有的四家基带芯片厂商都进行了测试,但还没有进入手机厂商的设计链中。不过陈凯非常有信心:“四家基带芯片厂商以及夏新、大唐、中兴、华利、联想等手机企业对我们都非常支持,并且台积电也对我们支持很大。”他透露说,目前台湾政府对0.18um CMOS RF工艺向中国出口仍是限制的,因此他们的芯片需要拿到台湾台积电工厂生产。陈凯透露他们有计划将这种先进工艺引入到中国,“因此我们还可带动中国晶园技术的进步。”他称。 [!--empirenews.page--] 鼎芯的射频芯片与展讯等公司的基带芯片配合,共同完成了本土厂商在TD-SCDMA芯片产业链的完整布局,打破了本土公司在芯片上的瓶颈。而中国芯片厂商贯有的价格优势,暗示着TD-SCDMA产业链离中国政府要求的提供低成本、满足大众口味的TD-SCDMA手机的目标越来越近。中国政府的目标正在一个一个地实现,最近解决的另一个瓶颈是TD-SCDMA手机的一致性测试,包括Tektronix在内的国际领先测试公司宣布将为中国的TD-SCDMA手机进行现场测试,这将解决目前存在的手机与网络互通问题。随着一个一个的问题被解决,TD-SCDMA市场就在人们盼望TD牌照的不经意间成长起来。
【导读】ZiLOG:8位MCU面临价格大战,实施4R策略是成功关键 在过去几年里,8位MCU逐渐并最终取代了4位MCU,成为许多用户的首选“入门级”微控制器。它还成为了我们周围许多嵌入应用的“事实上”的驱动器,从小型家用电器、白色家电,到汽车电子、工业控制、安防,甚至许多嵌入式网络服务器应用。虽然8位MCU没有取得两位数的增长,但在未来几年将以6%左右的复合年增率增长,市场规模约为60亿美元。值得指出的是,在8位处理器领域中,闪存型MCU确实在快速增长,未来几年的复合年增长率将超过20%。闪存型MCU产量较大,也在促使其价格以每年3~5%的速度下降。除了缩小闪存型与非闪存型MCU(如ROM、OTP)之间的价格差距以外,“灵活性”和“库存管理的方便性”也是驱动闪存出货量大增的重要因素。 我们看重的8位MCU新兴应用包括通用型遥控器、健身设备(如跑步机)、安防(如PIR,面板)、功率管理(用于机顶盒/IPTV、LCDTV、便携DVD、VoIP有线调制解调器)以及外设(如无线键盘、多媒体扬声器系统等)。在通用型遥控器领域,ZiLOG的年出货量超过3,000万个,目前市场上有超过2亿个遥控器在使用ZiLOG的MCU。 对于8位MCU来说,价格已成为最大的挑战。我们成功的关键因素就是实施4R(Right):以适当的价格(即:了解市场)、带着适当的产品(即:拥有专门技术)、在适当的时间(即:领先于市场)、来到适当的地点(即:服务和客户关系)。 此外,要有便于用户开发的环境。具有“免打扰”、易于使用的开发套件和工具套件;提供丰富的片上外设特点、模拟模块和各种内存大小供客户选择,我们已有300多款闪存型MCU。提供“盒装解决方案”或参考设计,使繁忙的工程师更容易领先起跑,更快推出产品。 ZiLOG的一些获奖的8位产品包括:Encore!XP,能提供片上扩展外设,如温度传感器、互阻抗放大器等,8针系列Encore XP面向成本敏感及PCB空间局促的应用:Encore! MC(马达控制),内含ZiLOG独家拥有的“矢量控制技术”固件,在BLDC马达控制中提供接近DSP的性能,但价格还是8位MCU的价格。 ZiLOG提供的每种闪存MCU都具有片上调试器,这使得整个开发环境“干净利索”,不象以前那样需要仿真器、电缆、POD。用户只需要ZDS (ZiLOG Development Studio)这个软件开发套件,就可以利用ZiLOG提供的任何闪存型MCU从事开发工作。与其它许多厂商不同,当从一个系列转向另一个系列时,你不必变换工具/套件,即使是在代码开发过程当中。虽然许多人可能对此不以为然,但它非常重要。 此外,还要提一提的是,多数ZiLOG闪存MCU在提供RAM方面非常慷慨(高达1KB,而其它厂商的产品通常是235B或256B),这对于使用C语言编程的人非常有利,这些产品在软件开发者之中越来越受欢迎。
【导读】千兆以太网芯片及厂商地位详解 以太网芯片市场规模庞大,而且比较稳固,但该市场每隔几年就会出现一次重大技术转变。该产业目前处于从快速以太网(FE)向千兆以太网(GbE)转变过程的末期。2005年,PC出货量超过2亿台,其中半数左右在主板上集成了GbE(LOM)网卡。其中大多数GbE LOM设计采用的是博通(Broadcom)、英特尔、Marvell和瑞昱(Realtek)的单芯片(MAC+PHY)控制器芯片。相比之下,2005年出货的以太网交换机端口中GbE不到三分之一。虽然博通、Marvell、Vitesse和杰尔(Agere)等公司的GbE 交换+PHY芯片组都已相当成熟,但许多企业用户仍愿意继续购买百兆工作组交换机,因此未来GbE交换芯片和PHY芯片出货量将有充足的增长空间。 台式电脑和笔记本电脑是推动GbE控制器芯片出货量增长的主要因素。企业级PC设计要求具备ASF 2.0支持等远程管理特点,而消费PC设计则主要受成本驱动。博通和英特尔控制着一线PC OEM厂商中的GbE LOM设计,而Marvell则已通过主板ODM厂商的设计打入了白牌电脑(white-box)市场。虽然瑞昱缺乏对ASF 2.0的支持,但该公司正在随着GbE LOM向消费市场渗透而提高自己的份额。一种新的趋势是,通过系统逻辑芯片组集成的方式来替代独立的单芯片控制器芯片。英特尔最新推出的台式电脑和服务器平台集成了GbE MAC,通过一个外部英特尔PHY芯片激活。Nvidia也推出了具有集成式GbE MAC的芯片组,但该公司需依赖Marvell、杰尔、博通、瑞昱和Vitesse等公司的GbE PHY芯片。 2005年千兆以太网交换芯片厂商销售额分布 在GbE控制器领域,单芯片设计已经出现好几年了。与此不同,集成继续是GbE交换机领域中的主要趋势。在低端SMB设计方面,Vitesse率先推出了一款8XGbE交换机芯片,在所有端口上都有集成的PHY。这款芯片还具有全面的Layer 2功能集,并集成了一个8051微控制器以运行智能交换设计中的Web控制台(web console)。博通随后也推出了一款单芯片8XGbE交换芯片,但芯片还需依赖智能设计中的一个外部处理器。最新的单芯片交换机设计来自杰尔,该公司的8XGbE器件集成了一个ARM7 CPU。杰尔、博通和Vitesse公司的8XGbE芯片还提供一个或多个GMII/RGMII端口,用于和路由器/网关设计中的外部处理器相连。 由于最新款GbE PHY设计的每端口功耗亦高于500mW,因此目前的GbE交换芯片最多只能集成八个PHY,厂商把交换芯片与外部多端口PHY器件相结合。杰尔、博通和Vitesse推出了八端口PHY器件,而Marvell则提供四端口 PHY芯片组,与其交换芯片相配。所有这四家厂商都能提供具有24个GbE端口或更多端口的交换芯片。Vitesse是唯一一家把八端口 PHY集成到交换芯片上的厂商,因此将它的24XGbE设计的芯片数目减少至三个(一个交换芯片加上两个八端口PHY)。杰尔和博通供应四芯片设计,即一个交换芯片和三个八端口PHY;Marvell公司的四端口PHY使其需要七个芯片。集成对于总体功耗的影响不大,Vitesse的芯片组功耗仅比博通和Marvell的产品约降低了10%。 在大型企业应用方面,博通、Marvell和杰尔提供具有万兆以太网(10GbE)上行链路端口的GbE交换芯片。博通公司的BCM56405和Marvell公司的DX285集成了24个 GbE端口和四个10GbE端口(24+4),兼作堆叠端口。在典型的应用中,两个端口用于堆叠,其中两个10GbE端口用于上行链路和冗余上行链路。博通和Marvell公司的芯片是Layer 3交换,支持IPv4和IPv6路由。杰尔的ET5148集成了48个GbE端口和两个10GbE 端口(48+2),从而更适用于固定配置设计。ET5148还支持少量静态IPv4或IPv6路由。杰尔和博通把它们各自的交换芯片与八口PHY相结合用作GbE端口,而Marvell则供应一种四口PHY。所有这三种芯片都采用XAUI端口用于连接到10GbE光学模块;博通公司的芯片还直接支持CX4布线。 2005年,少数供应商占了GbE芯片销售额中的绝大部分。博通在GbE LOM控制器芯片和GbE switch+PHY芯片组市场均是龙头厂商。Marvell虽然在GbE商用市场起步较晚,但现在也在GbE switch+PHY芯片组领域稳居第二,在GbE控制器芯片领域排名第三。英特尔在GbE控制器市场占有较大的市场份额,仅次于博通,但它不再提供GbE交换芯片解决方案。Vitesse面向SMB市场推出了一系列有吸引力的交换芯片,但该公司财务状况不佳,可能被迫削减对以太网产品的投资。按销量计算,瑞昱是百兆以太网控制器市场中的龙头厂商,目前正在低端GbE控制器市场夺取份额。杰尔虽然是该市场中的后来者,但推出了业内独一无二的48端口GbE交换芯片。 总体来看,GbE LOM解决方案正在日益变得通用化,但GbE交换芯片组仍有充足的差异化空间。但由于多家老牌供应商在供应多种GbE产品,所以其它新兴的芯片厂商很难打入GbE市场。因此初创公司的活动已转向10GbE,但该领域的商用化市场目前仍很小很小。
【导读】芯原ZSP G2处理器被雅马哈高端产品选定 面向专业多媒体产品和消费多媒体产品的半导体解决方案供应商雅马哈(Yamaha)日前选择芯原ZSP500数字信号处理器(DSP)用于其新一代高端音频/视频产品,更新了其在ZSP架构方面的投资。 ZSP500作为芯原ZSP G2超标量产品系列的一个成员,据称拥有一流的码密度,同时每周期可执行4个指令。凭借强大的双媒体存取控制器(MAC)和五种算术逻辑单位(ALU)架构,它是要求以最低的硅成本拥有高性能多媒体应用产品的客户的选择之一。 雅马哈公司半导体部门总经理Ohara表示:“我们对ZSP架构和广泛的软件产品感到非常满意,我们已经将这种架构和产品整合进大量成功的产品系列中。当是时候选择一个用于我们的高端多媒体产品的处理器时,我们自然会选择考虑ZSP500。我们相信,ZSP G2处理器系列显著提高了我们的音频/视频产品系列的竞争力。” 芯原董事长、总裁兼首席执行官Wayne Dai博士则表示:“ZSP正在不断地为市场所采用,这种设计的成功反映了我们的处理器系列因一系列新一代设备(如3G手机和高端音频/视频)而领导着这个市场。由于软件编码充分兼容,我们的超标量数字型号处理架构能够提供高性价比,同时确保解决方案具有可升级能力。”
【导读】NEC:8位MCU市场汽车与智能卡开路 家电与仪表步后 全世界8位MCU以年利率106%的速度在成长、推测到2008年将会有340亿元的市场规模。8位的快速成长在很大程度上牵引的市场是汽车和智能卡,两者的市场占有率是45%,估计家电、充电器、消费性市场产品及传感器等产业领域也会有上升趋势。据我了解现在8位MCU的平均价格是1.2美元左右,但是因为8位高端产品的需求在不断增长,同时LPC(低引脚)低端产品的需求增长幅度更大,所以8位MCU的平均价格在降低。作为世界工厂之一,中国市场的成长非常惊人,预计到2008年,中国的8位MCU市场将会达到205亿元。与全世界的发展趋势一样,中国的汽车、智能卡也走在8位MCU使用的最前沿,但是用于家电之类的民用设备、仪表设备等的单片机的使用率也在不断的提高。 近年内我们将看到的新兴应用对以下8位MCU的一些需求,诸如: ·内置CAN控制器,及LIN总线接口的MCU,专用于汽车通信。 ·带A/D转换和比较器功能的MCU,专用于传感设备控制。 ·超低功耗的MCU,用于移动设备控制。 ·内置LCD控制/驱动、A/D转换功能,使用闪存作为存储器的低功耗MCU。 ·带有USB接口的MCU应用。 在为以上这些新兴应用选择MCU时,工程师和采购经理应该从以下几方面考虑: ·MCU的功能和功耗(外围功能,性能对电力比) ·有丰富的产品线(ROM、RAM、I/O封装以及管脚数)和方便的软件移植 ·充足和方便的软/硬件开发环境支持(开发工具, 辅助工具等) ·将来产品发展的方向。 ·降低从开发到生产的周期和SCM成本(包括单价、开发、质量和库存) ·短TAT交纳(所需变动对应) 展望未来,8位MCU面临的挑战来自于以下几个方面: ·第二代可高速写入的FLASH闪存MCU ·实现高速且低功耗的MCU ·封装更微型化 ·高精度A/D ·内置RF无线射频模块 ·更优化的优秀品质的第二代开发工具,更缩短开发时间 NEC具有使用了业界最尖端的0.15μm工艺设计和生产的超过200种All Flash 8位MCU产品群,具有LPC、GP、LCD等丰富外设,且所有产品软件版本向上兼容。
【导读】Spansion发布每单元四比特闪存 巩固NOR市场地位 尽管业界一直唱衰NOR闪存,但NOR闪存老大Spansion正在改变这种看法。继公司上市以来业绩节节高让业界吃惊后,Spansion最近又在北京发布了全球首款每单元四比特闪存技术工作样片,进军海量数据存储市场。由于大幅提升了存储密度,MirrorBit Quad成为Spansion反击NAND、并巩固自身地位的绝佳武器。Spansion还认为NOR将部分取代DRAM,前途光明,而NAND闪存市场的竞争已经失控。 为了提高存储密度,业界通常方法是采用更先进工艺或者提高每单元存储量,代表企业分别是三星和东芝。目前业界普遍采用每单元两比特的MLC技术,而Spansion是第一家推出每单元四比特闪存产品的公司。Spansion将于年底量产90nm工艺的512Mb~2Gb Quad产品,计划2007年量产65nm工艺的1Gb~16Gb产品。由于提高了每单元存储量,相同工艺前提下,MirrorBit Quad所提供的每比特有效单元尺寸最多要比浮动门MLC NAND小30%,这意味着成本较NAND更低。 Cambou博士:NOR不会在NAND的空间内发展,而是会取代DRAM,扩展发展空间。 一般来说,闪存市场可以分为移动存储市场(闪存卡、USB闪存盘)和集成化电子市场(手机、消费电子和汽车电子等),前者存储纯数据,注重成本,由NAND主导;后者存储代码和数据,注重可靠性和速度,传统上由NOR主导,但由于对存储容量的需求日增,目前NAND闪存也在渗入,挤压NOR生存空间,导致业界唱衰NOR。 对于Spansion来说,Quad技术完善了其产品线,是应对NAND的绝佳武器。通过原有NOR和ORNAND产品,Spansion能满足集成市场的代码和部分数据存储需求,而新增的Quad可用于集成市场的海量存储,以及部分移动存储市场。Spansion总裁兼CEO Bertrand Cambou博士强调:“推出Quad,大家可能会误认我们要进入传统NAND市场,其实不是。去年IPO时,我们已经表明,我们既不是NOR、也不是NAND供应商,我们致力于满足集成化电子市场的需求。Spansion在MirrorBit这种单一技术平台下,提供NOR、ORNAND和Quad三种产品,可为集成市场中的不同客户提供代码和数据存储解决方案。Quad技术是集成市场中海量数据存储发展的未来。” 由于密度和成本优势,Quad也将用于移动存储市场,但它不是Spansion核心业务,而且主要是通过合作和授权IP等方式开展业务。Cambou指出:“我们不会花很多现金扩大工厂,以便进入移动存储市场领域。我们将找有兴趣的伙伴,他们可以获得技术许可权,投资这种业务。我们会集中精力,关注于集成市场。” 事实上,由于集成市场对产品功耗和可靠性等要求严格,需要长时间的测试和认证,初期Quad将从移动存储和低成本MP3/MP4等对性能要求不是很高的市场切入,预计一年后Quad可以用于手机等核心集成市场。Cambou表示:“我们进入移动存储市场是为了使产品不断成熟,这是一个学习和吸取经验的过程”。为了推广Quad产品,Spansion新近成立了媒体存储事业部,服务于集成市场中的海量存储以及某些特定移动存储市场。 在当今存储市场,NAND是超级明星,传统的NOR和DRAM制造商都在大力投资这一领域。不过,Cambou并不这么看。他认为,NAND市场已经十分拥挤,竞争失控,超级明星可能会成为陨星;而NOR在成本和速度的优势下,正取代DRAM,开辟新的市场空间,供应商放弃NOR是错误决定。Cambou解释说:“一年多以前,三星占有NAND市场的60%,如今只有45%,但是三星不会就此罢休,因为它也是一家了不起的公司,肯定会象一只老虎那样拼搏。问题是,现在笼子里的老虎太多了,东芝、Hynix、ST、美光、英特尔和奇梦达都是重量级玩家。” 对于很多厂商淡出NOR,转投NAND,他表示出遗憾,并庆幸Spansion一直坚守NOR市场。他指出:“他们其实没有想明白,他们放弃NOR的原因只是认为NAND会取代NOR。事实上,NOR不会在NAND的空间内发展,而是会取代DRAM,扩展自身空间。”他反问道:“目前NOR其实比DRAM还要便宜,你们有多少人知道这一点?我能够预测,2008年的时候,NOR成本是DRAM的一半。成本、速度和功耗优势,使得NOR会取代DRAM,广泛应用于嵌入式领域。” 而iSuppli最新数据也验证了一点。由于高容量NOR闪存出货量增长,尽管是传统淡季,但2006年第二季度NOR销售额却比第一季度上升了6%,大大高于分析师预测。这是因为NOR的核心市场——手机市场的用量较大,而且机顶盒、数字电视和汽车电子等应用也不断增加。 Cambou笑道:“历史总是非常有趣,一年前我们IPO时,有人告诉我们应该生产NAND,因为NAND代表将来。但是一年后,NAND市场已竞争非常激烈,NOR仍代表主流,这表明了我们产品决策的智慧。当然,针对NAND,我们也有自己的策略,比如通过ORNAND和Quad技术提升容量和降低成本,赶上主流市场的需求。”
【导读】全南美部署知识产权保护战略,矽玛特再出重拳力克敌手 矽玛特结束了与珠海炬力在ITC的知识产权纠纷之后,日前针对珠海炬力在海外的产品销售再出重拳,以进一步推进其全球知识产权保护战略。 矽玛特表示,将要求美国大型零售商的配合,拒绝销售采用炬力侵权芯片的MP3播放器。日前,美国电子产品制造商高飞电子(Coby Electronics)与矽玛特公司达成协议。根据该协议,矽玛特公司在高飞电子支付其现金的基础上,允许进口其炬力芯片的存货。高飞电子同意在已有存货清空后,将遵守ITC的禁止进口令,不再进口任何采用炬力侵权芯片的MP3播放器。矽玛特公司也正与美国海关合作,来执行ITC的这一裁定。 在欧洲和中国,矽玛特公司还与另外三家公司签署了授权协议,并正与全球其他数家厂商做进一步的协商沟通。此外,德国和英国海关当局也已同意,将没收部份采用侵犯矽玛特欧洲专利的系统级芯片的MP3播放器。 对此,珠海炬力有关人士表示,“如果Sigmatel认为我们侵犯了他们的欧洲专利,完全可以和他们在美国的做法一样在当地提起诉讼。尽管在美国我们有部分产品被认定侵权,但我们相信在欧洲能够得到公平待遇。”该人士强调,公司目前并没有收到欧洲任何客户关于出入境受阻的反映,更没有得到任何国家海关就此发来的说明。
【导读】高通全球供应链布局中国 携中芯国际“贴身”服务本地客户 美国高通公司与中芯国际的芯片代工战略合作最近在天津正式启动。根据双方的战略协议,未来4~5年,中芯国际天津工厂将为高通生产约1.2亿美元的电源管理芯片。至此,全球前五大Fabless都已成为中芯国际的代工客户。通过合作,高通在进一步提高产能的同时,也将其全球供应链布局延展到了中国大陆,从而更好地服务于它在亚太地区特别是中国的客户。 Abdi:通过与中芯国际合作,高通将全球供应链布局延展到了中国大陆。 此次和中芯国际合作,是高通首次选择中国大陆的代工厂商来生产芯片。究其原因,一是市场对高通芯片的需求量增大,高通急需提高产能,以追赶其主要竞争对手德州仪器。三年前,高通每个季度芯片组的出货量约为2,000万片,如今已增长至5,000万片,高通的代工伙伴也增至五家,包括IBM、三星、台积电、特许以及中芯国际。高通高级副总裁兼CDMA技术部总经理Behrooz Abdi表示:“我们和代工厂联合开发工艺,并确保这些技术在各个代工厂间是可以共同使用的。这并不是简单的无生产线模式,我们称之为‘集成无生产线生产模式’,简称IFM。” 除了提升产能外,更为重要的是,中国市场对高通越显重要,高通需要通过中芯国际提供本地化的供应链服务,并借此表明其对中国市场的承诺。2004财年,高通中国区收入占全球收入的比例为8%,目前已增至16%。Abdi指出:“中芯国际在混合信号技术制造、供应链管理等方面领先的运营管理经验是我们抛出橄榄枝的重要因素之一,加上中芯国际贴近终端客户的本地优势,我们将可以在降低成本和缩短产品上市时间这两个至关重要的层面为客户带来优势,从而更好地服务于我们亚太地区特别是中国的客户。” 而中芯国际天津工厂掌握了BiCMOS工艺技术,是此次双方电源管理芯片代工合作的基础。Abdi指出:“Freescale向中芯国际转让了BiCMOS技术,我们认为这是一项非常有附加价值的电源管理芯片工艺,这是我们选择中芯国际关键因素之一。”至于中芯国际未来是否会为高通代工手机基带芯片,Abdi没有正面回答,他表示:“我们是以电源管理技术方面作为合作的起步,随着双方合作的越来越密切,随着量的不断的增加我们会不断的寻找新的机遇把我们的合作扩展到新的技术”。 对于高通如何在5大代工伙伴间分配产量的问题,Abdi表示,在技术已经到位的前提下,高通选择合作伙伴时关注服务、成本和生产能力三大因素。他透露说,中芯国际在产能方面作出了非常大的承诺,而且也进行了非常有成效的削减成本方面的努力和承诺,在成本方面表现良好。 在赢得高通这一全球最大Fabless厂商的订单后,目前全球前五大Fabless厂商都已成为了中芯国际的代工客户,另外,全球10大IDM中已有7家是中芯国际的客户。中芯国际总裁兼CEO张汝京博士表示:“中芯国际能与高通公司展开代工合作,可以说是对中芯国际综合实力、及其一直以来所提供的高标准代工服务的进一步认可,我们将为高通提供‘交钥匙’的一站式服务。”
【导读】四大性能极具市场前景 最新IC封装工具火热出炉 Sigrity公司近日推出了一套极具市场前景的新工具,使IC封装具有“快捷、简便、准确和完整”的特性。该公司正在投放其SpeedPKG套装工具,该工具首批成员是XtractIM,可帮助封装设计人员解决电气性能问题。 XtractIM针对于需要为他们的客户或其它内部设计小组提供IBIS模型或Spice电路网表的封装设计工程师,也针对于开发封装设计指导的信号完整性工程师及执行设计规则检查的封装布局布线工程师。 据Sigrity公司称,XtractIM在精确性方面也不逊色,胜过采用提取RLGC参数的静态准静态解答器,它通过全波场解答器计算的s参数来提取封装模型。据称依据s、z或y参数,通过产生非对称Spice模型,XtractIM可正确地呈现物理结构的非对称性质。 此外,XtractIM工具非常快捷。Sigrity表示,与其它要花数小时或数天的方案相较而言,XtractIM的运行只需花几小时或几分钟。 XtractIM选取了以IBIS为依据的最为通用的IC封装电气模型。它也能向驱动器、接收器和互连输出电气模型的Spice网表。利用这种工具来生成IBIS封装RLC矩阵模型,其中,就考虑了信号、电源和接地网络及不同拓朴封装RLGC模型的Spice等效电路。 这是一种对倒装封装和线绑封装均能处理的方案,该方案包括完整的物理结构和所有已提取封装模型中已贴装在封装上的集总元件。XtractIM目前已开始上市。
【导读】德州仪器:具更高效率和更低功耗 16位MCU在三表市场大展拳脚 到目前为止,8位MCU所取得的巨大成功可归结两个主要的因素:CPU内核的继承性和价格,许多著名的CPU比如8051、68HC05、6502和Z80都是8位的架构,许许多多的工程师在他们还在上大学的时候就学习在这些架构下编程。在基于MCU的产品设计中,工程师的技巧和经验是影响设计的关键因素,所以大多数的工程师都会选择熟悉的MCU进行设计,这就形成新的CPU架构被工程师使用的无形障碍。另外,过多的8位MCU供应商之间的竞争导致了比较低的价格,也是8位MCU普及的原因。 但如果从CPU架构的角度对8位MCU做更深入的分析,您可以发现8位的MCU在今天的许多应用中实际在做16位MCU的事情,并且由于这一点在性能上有不同程度的损失,最明显的地方就是寻址空间。作为8位的架构,自然的寻址空间仅有256个字节,如今您几乎找不到只有256个字节ROM的MCU,大多数的MCU都有几十K字节的ROM,这样一来编程时就会花费大量的指令来实现跳转、查表和复杂地址计算的程序;另外一个地方是关于数据处理,在大多数的8位MCU上您都会发现有10位AD和16位定时器这样的外设,当您需要从10位AD读取数据或向定时器输出PWM的数据时,您需要使用复杂又麻烦的多字节指令来实现简单的读写操作。这些缺点都会导致8位CPU占用更多的程序空间和消耗更多的功耗。再者,如果我们从硅片的架构来看MCU的成本,CPU核仅占用整个硅片面积很小一部分(根据不同的器件平均占10%或更少)。事实上,片上存储器ROM和RAM占用主要的硅片面积。因此,无论MCU的位宽,拥有更优代码效率的MCU架构可以做到更低的成本,所以拥有更大的寻址空间和可简单方便对10~16位的数据进行处理的16位MCU的架构可用较少的存储空间实现相同的功能,从而带来成本和功耗的优势。在德州仪器,我们在十几年前就针对当时8位MCU的主流应用研究最为优化的架构,我们曾考虑过4位、8位、16位、20位和32位,最后的结论是选择了16位的架构也就是我们今天所熟知的MSP430。事实上,今天许多的MCU供应商也把8位/16位MCU定位在几乎相同的市场应用。简言之,我们认为代码效率更高的16位MCU会在当前8位MCU的主流应用上扮演越来越重要的角色,提供更低成本和更低功耗的解决方案。 最近几年随着16位MCU跟8位MCU相比能提供更高的代码效率和更低的功耗,16位MCU在三表(电表/水表/煤气表)以及烟雾探测器等领域得到越来越多的应用。 事实上,德州仪器很早就进入MCU领域,MSP430是德州仪器推出的非常有特点的16位MCU产品系列。最近几年MSP430在全球取得了巨大的商业成功,每年的业绩成长都超过50%,随着业界对8/16位微控制器的功耗和集成度提出越来越高的要求,MSP430逐渐成为8/16位微控制器应用领域内的明星产品,TI的MSP430微控制器能够在众多的8/16位微控制器产品中脱颖而出,主要是因为MSP430微控制器有以下特点: 1. 超低功耗架构, 针对电池供电的应用可大幅延长电池寿命,包括RAM保持模式仅消耗0.1μA;实时时钟模式仅消耗0.8μA;工作模式仅消耗250μA/MIPS。 2. 丰富的模拟/智能外设集成,含丰富的模拟外设(包括10/12/16位ADC,12位DAC,比较器,运算放大器,电源电压监控……)。此外集成的智能外设(包括具备自动扫描功能和硬件启动转换触发的模数转换器,DMA数据传输机制)可节约CPU的资源。 3. 完整丰富的产品队列(超过100个器件覆盖从1KB到120KB flash 大小,从14管脚到100管脚的不同选择)满足不同客户的需求。 4. 现代的16位RISC CPU以更精简的代码支持各种应用。 5. 通用的开发工具和在线调试功能可降低开发难度, 缩短产品研发周期。 但是,16位MCU也面临着一些挑战。在现实应用中,绝大多数工程师已经熟悉了8位MCU的架构(比如8051)并在传统的8位MCU架构上积累了丰富的软件经验。因此怎样提供简单易用的16位MCU开发平台和基于16位MCU的代码资源成为16位MCU供应商面临的挑战。
【导读】DRAM供应出现短缺,内存价格即将“水涨船高”? 市场调研公司DRAMeXchange表示,目前由于DRAM市场向90纳米工艺过渡,可能对供应构成压力,而且这种情况可能持续到11月份。虽然上周现货市场的DRAM交易量趋于下降,导致DDR2价格进一步下滑,但这种局面可能很快发生变化。 DRAMeXchange指出,有些主要DDR2内存生产商目前正在向90纳米生产工艺过渡,这可能影响出货。不断恶化的供应将帮助扭转内存价格下跌趋势。因此,内存芯片价格可能保持坚挺,直到11月份。DDR2 533MHz 512 MByte DIMM的合同价格已在10月下半月上涨1-2美元。 由于一些DRAM供应商仍然面临90纳米过渡问题,交货期延长使供应进一步承压。PC出货通常在10-11月达到高峰,PC OEM可以预期DRAM短缺将持续到11月底。但是,DRAMeXchange认为中长期内不会维持这种局面。
【导读】Microchip:10年来8位MCU的三个巨大变化 从表面上看,各种“杀手级应用”的影响来得突然而猛烈,但在其出现在大众市场之前,实际上通常酝酿了很长时间。如今的市场变化过程变得更加渐进,不太容易出现革命性变化,对于8位微控制器来说尤其如此。虽然许多人曾预言8位微控制器市场将消失,但该市场实际上发展成了电子产业的基石。 Drehobl:没有大肆宣传,没有革命性的突破,没有“下一个亮点”,8位MCU只是利用适当的技术和设计原理,按部就班地不断前进。 8位MCU市场由广泛的应用组成(多达数千种),这些应用需要嵌入智能以增强普通产品的功能。虽然总体8位MCU市场增长缓慢,但可编程领域继续以较快的速度增长。可重编程微控制器用户在开发和制造其终端产品过程中,拥有巨大的灵活性。 8位微控制器能够保持长久的生命力,可以归功于8位微控制器领域中不断变化的基本技术、外设和架构,这使得厂商能够连续推出新的产品。虽然没有短期内突破性的变革,但观察过去10年,MCU一直在不断发生渐进的变化,影响着8位微控制器的“形式”。 首先,是8位MCU已从EPROM、OTP(一次可编程)和ROM并存的局面变成了闪存一统天下。这种可编程的MCU使厂商在产品开发和生产周期的方方面面拥有灵活性,而且其价格具有竞争力,这使得8位微控制器能够在设计与产品寿命周期不断缩短的情况下蓬勃发展。 第二,在高端处理器更专注于性能的时候,8位控制器的重点则转向了外设、低功耗和灵活性。10年前,一个集成的ADC就是8位微控制器的主要特点,而今天,ADC几乎已成为标准特点,甚至6针SOT-23的8位微控制器也用上了ADC。你一抬眼就能发现具有比较器、运算放大器的8位微控制器,而且这些微控制器具有CAN和USB等高级通讯外设、显示器外设、PWM控制器和大量其它专用外设。 第三,8位微控制器已成为极其耐用的独立器件,很少需要通常与微控制器和处理器相伴的电源调节、振荡电路、重置电路和其它元件。较新型架构更是消除了8位微控制器面临的许多阻碍。你现在能够访问超过64 kb的程序内存,并在运行过程中改变时钟频率以节省电能。当然,除了这三个变化外,还有其它许多方面的变化。 在近10年里,8位微控制器不断发展,现在已能提供相当水平的灵活性和选择性,而且其成本水平使得设计工程师能够利用它来取代高度集成的传统中央处理器的角色,并能执行以前需要分立逻辑、复杂模拟电路或定制芯片来完成的功能。没有大肆宣传,没有革命性的突破,没有突如其来的技术退化,没有“下一个亮点”——只是利用适当的技术和设计原理,按部就班地不断前进。虽然都在谈论“突破性”技术,但我们认为未来几年也不会有显著变化。 Microchip的策略是面向整个8位微控制器市场,提供一系列产品、开发工具和软件,使用户能够快速开发自己的应用。Microchip的独特之处在于,所有产品都共享通用的开发系统基础,各产品之间能够实现无缝的软件移植和引脚移植。我们能在微控制器上面提供最佳水平的功能集成,以便用户能够开发最具成本效益的解决方案。 Microchip现在供应大约400种8位微控制器可供用户选择。这些产品具有广泛的特点:小封装尺寸、高度集成、超低功耗、非常高的性能、先进的模拟功能、高度可靠的闪存技术,以及CAN、USB、Ethernet、LIN和RF等先进的通讯能力。
【导读】IBM缔造未来芯片冷却技术,向功耗和散热发出挑战宣言! 由于具有100W/cm2的功率密度,今天的计算机芯片温度已经是标准的加热板的10倍。因此,硅电路的冷却就成为日益重要的问题。未来的芯片将达到更高的功率密度,如果不进行冷却,这一密度会产生高达6000摄氏度的表面温度。 IBM苏黎世实验室的研究人员近日发布了半导体芯片冷却技术方面取得重大进展。科学家们的灵感来自于树叶和人体身上水分自然消耗的方式。在伦敦的BroadGroup功率和冷却高峰论坛(BroadGroup Power and Cooling Summit)上,IBM提出了一种用于改进芯片散热的方案。这种“高热传导界面技术(high thermal conductivity interface technology)”使散热效果比现有的方法有效两倍。根据这一技术的整体蓝图,在第一个实施阶段的一系列生产中,这一技术旨在为芯片封装与包括散热片在内的用于吸热的组件之间提供更好的热接触。 IBM研究人员采用的设计借用了生物学的原理。例如树叶、树根或人类的循环系统,自然界中这样的分级管道系统不胜枚举。研究人员发现,这些系统能以很少的能量就能满足庞大身躯的需要。 研究人员开发了一种在其表面有树状分枝通道的芯片罩。IBM称,与现在的方案相比,这一模式被设计成当压力被施加时,用于改进芯片封装与散热片之间热接触的浆料就会更平整地扩散,使整个芯片上的压力保持一致,从而使得压力减半的同时,受压均匀,通过界面的热传送性能也比以前强十倍。 然而研究人员也得出这样的结论:目前的冷却技术,尤其是用空气作为从芯片带走热量的媒介—就当代的电子产品而言—实质上已经达到了它们的极限。而且用于冷却计算机系统的能量正逼近用于计算的功耗,因此整个功耗预算几乎翻番。 “从独立晶体管到数据中心,冷却技术都是一个全盘的挑战。通过强大的技术使芯片处于所要求的冷却状态,将是对付功耗和散热问题的关键,”IBM苏黎世实验室高级热封装研究小组的经理Bruno Michel如是说。 IBM的第二步实施计划就与此有关。苏黎世研究人员甚至深化了他们对分枝通道设计的概念,并且现正开发他们称用于水冷的一种颇具前景的方法,所谓的喷射冲击法是在一个封闭的系统中将水喷射到芯片的背面并再次把水吸掉,这一系统采用具有一个达5万微喷管的阵列及一个复杂的树状分支返回架构。 研究小组还展示了用水作为散热剂、散热功率密度达370W/cm2的散热技术,散热能力是目前75W/cm2空气散热技术极限的6倍。同时研究人员称,与其它的散热系统相比,这一系统的能耗大大减少。然而,这一系统的行业应用还要等上几年。 IBM正几家芯片供应商保持紧密接触以授权该技术的,一家公司发言人称。在第一实施阶段,采用热传导浆料,下一代的芯片有望在一年内面市。