為了達成現今市場對于價格、功耗、以及效能的要求目標， 除了持續縮小工藝尺寸以外，芯片設計業者還須進行更緊密的集成，以及達到各方面的產品效能規格，包括像集成式電源管理、影像感測、以及強化型顯示驅動器。這些半導體工藝廣泛多元的發展，或許不常登上媒體的頭條版面，但對于最終產品在市場的長期成功而言，其重要性絲毫不減。


談到集成，我們自動會納入考慮運算效能- 包括信號處理與微控制器 – 不過我同樣感興趣的其它設計領域，就是各種實體接口，像是感測、啟動、以及特定應用的驅動信號能夠讓每位研發人員能發揮其專業長才，為SoC組件注入競爭優勢。特別是在模擬領域，研發業者關心質量，信號噪聲比、及被動組件線性的系數。隨著核心邏輯組件持續縮小，模擬工藝技術供貨商必須發揮更多創意，調適與配合半導體物理的法則，藉以滿足顧客的種種需求。


節省資源與能源的必然趨勢，促使業界發展出各種令人振奮的嶄新半導體應用，使得電壓轉換與功耗效率成為商業上成功的關鍵因素。


個人認為當前在功耗效率方面最為關鍵的領域包括: 傳統住家與工業照明替代產品市場的高效能LED驅動芯片; 繪圖與影音系統采用更好且更省電的負載調節系統; 在睡眠模式及音效放大的應用上達到接近零耗電的切換式變壓器，隨著集成的壓力持續攀升，符合class D規格的省電性能就變得越來越重要。


在上述所有應用中，性能的關鍵在于省電效率，以及盡可能壓低每個晶體管的on-channel 之開啟通道電阻 (Rdson)。能夠達到較低的Rdson，意謂我們能制造出體積大幅縮小的MOSFET晶體管以與門極驅動器(如圖1所示)，尤其是低端的MOSFET。

圖1：典型的降壓穩壓器，顯示出三個領域，其中較低的Rdson能帶來優異的整體效率 。

另一方面，減少耗電也是有利可圖。使用電池供電的裝置，需要在多種低電壓上維持精準的電源管理。獨立驅動基頻、射頻、以及顯示系統的電源管理質量，是建立使用者印象的重要因素之一。若您的裝置(手機、便攜式媒體播放器、攝錄像機、或個人數據裝置)，能長時間正常運作而不必充電，這就是一項實質的利益; 顧客不僅很容易了解，而且愿意付錢來買。此外，所有針對第三世界開發的新型便攜式產品，經常見到采取多樣化功能的設計，也讓電源管理的重要性持續攀高。


為讓芯片研發業者得到所需的武器，搶攻各領域的市場版圖，業界必須維持與現有混合信號與標準產品之間的兼容性，讓業者能重復使用IP以搭配各種優異的集成電源管理功能來開發各種新SoC設計。我們的作法是采取以應用為中心的模式，根據輸入電壓與輸出電壓來開發一系列電源IC技術。從手機領域發展已久的5伏特技術，支持15伏特與20伏特的輸出電壓; 一直到專為滿足液晶電視面板30伏特所設計的技術; 或是最高支持800伏特的高電壓變壓器。


臺積公司運用 BCD (雙極, CMOS &DMOS)的作法已廣為業界所認識。我們技術的關鍵是DMOS組件以及它與現有CMOS區塊之間的兼容性。這方面的兼容性非常重要，因為它讓我們的顧客能重復使用經過試驗與測試的CMOS功能，并加入許多先進的電源功能，而不必重新開發現有的設計方案。例如，顧客可能已經有一個設計完善且驗證完善的模擬至數字轉換器區塊，能移植到新組件上，并加入一些高效率的新型電源管理技術。尤其對于大小規格與功能不能兩者兼顧的便攜式裝置而言這特別顯得彌足珍貴。


最后，我要強調，為實現這些特殊研發需求以擴展額外市場，并非僅僅是一個附屬的部門所能達成。而是已成為臺積公司核心研發不可或缺的一部分，盡管在經濟不景氣時期，臺積公司今年在核心研發上的投資仍有30%的成長幅度。設計支持團隊今年將擴增15%的人力。除了這些進展，我們的設計套件推出三種等級版本，最基礎的是核心技術手冊，里面提供設計規則、模型建構、以及特性等方面的數據。另一層的PDK套件提供更多項工具以加快作業流程，最后就是提供特殊IP; 預先驗證的IP包括CMOS、標準單元數據庫、邏輯區塊、以及MTP、OTP內存。這都足以證明臺積公司堅持的理念，也就是讓研發設計人員只需專注于發揮專業與知識在其開發的組件上，幫助他們在不同的領域贏得優勢，最終并透過這些價值優勢來獲得實際的商業利益。

 

STM32/STM8

意法半導體/ST/STM