嘿，芯片設(shè)計(jì)師，你選對(duì)工藝了嗎？

當(dāng)我們把目光投向每天出現(xiàn)在我們的生活中的很多智能系統(tǒng)和小工具 - 從電子書閱讀器到醫(yī)療設(shè)備，從電動(dòng)汽車到混合動(dòng)力車，會(huì)很自然地假設(shè)是由于硅半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展使一切變成可能，相關(guān)的尺寸和功耗的代代下降遵從大名鼎鼎的摩爾定律。

但是，我們現(xiàn)在也了解到，可供設(shè)計(jì)人員采用的半導(dǎo)體工藝其實(shí)已更加多樣化了。

可以肯定的是，CMOS工藝有它本身的長(zhǎng)處，包括成本低、適應(yīng)性強(qiáng)，但在某些應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，它也存在固有的局限性。

這些應(yīng)用領(lǐng)域逐漸被其他工藝所主導(dǎo)，而且相當(dāng)一部分已經(jīng)獲得廣泛采用。

特別值得注意的是，業(yè)界對(duì)出現(xiàn)的很多化合物表現(xiàn)出濃厚的興趣，如SiGe（硅鍺）、GaAs（砷化鎵）、InP（磷化銦）、GaN（氮化鎵）以及SiC（碳化硅）。

正如你所認(rèn)為的那樣，每個(gè)工藝都有其特定的能力，取決于具體應(yīng)用或使用場(chǎng)合，也都存在相應(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn)。

例如，對(duì)于那些需要改善大功率處理能力的應(yīng)用，碳化硅和氮化鎵是頗占優(yōu)勢(shì)的兩個(gè)新興工藝。

其它得到廣泛應(yīng)用的非硅或化合物工藝包括SiGe和InP。其中SiGe工藝是通過鍺放大硅的電性能，以進(jìn)一步提高工作頻率、降低電流噪聲和提高功率容量，因此在高速低成本的無線應(yīng)用、高速測(cè)試測(cè)量設(shè)備、光調(diào)制器等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。

由銦和磷組合而成的磷化銦工藝經(jīng)常用在高功率和高頻電子器件中，它具有直接的能帶隙，使它可被應(yīng)用于如激光二極管等光電子器件上。

設(shè)計(jì)者怎么知道哪種應(yīng)用要采用哪種工藝呢？第一步是要深刻理解該應(yīng)用。

一旦明確了設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)者就可以比較不同的半導(dǎo)體工藝的能力、優(yōu)缺點(diǎn)，從中選擇出特別適用于該應(yīng)用的一個(gè)工藝。

對(duì)于比較各個(gè)工藝的特點(diǎn)，我發(fā)現(xiàn)了一個(gè)比較有用的方法，在此分享給大家。就是畫出一個(gè)如下圖所示以速度和尺寸為坐標(biāo)系的對(duì)比圖。

當(dāng)我們觀察示波器的信號(hào)采集通道時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)化合物工藝的身影，在這個(gè)需要高速度、寬帶寬和低噪聲性能的設(shè)備中，我們會(huì)在放大器、下變頻器采樣器和模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器中發(fā)現(xiàn)InP、GaA和SiGe工藝的應(yīng)用。

當(dāng)你需要高帶寬和低噪聲性能時(shí)，您可以使用一些非?？焖俚?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E6%99%B6%E4%BD%93%E7%AE%A1/">晶體管。而當(dāng)你只是想快速地處理信號(hào)時(shí)，可能會(huì)使用數(shù)十億計(jì)的晶體管。CMOS的超大規(guī)模集成能力使其成為適用于處理如可視化、數(shù)據(jù)分析或存儲(chǔ)器接口等應(yīng)用的最佳選擇。

所以，針對(duì)一個(gè)給定的應(yīng)用選擇合適的工藝技術(shù)是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，這個(gè)任務(wù)的關(guān)鍵是始終要考慮諸多因素。

工藝技術(shù)在不斷變化和發(fā)展，所以認(rèn)定舊有規(guī)律仍然適用是不安全的，CMOS工藝仍然在繼續(xù)提高其性能，與此同時(shí)，化合物工藝也正在穩(wěn)步提高速度和降低成本。

對(duì)于任何設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，其底線是打造全線的專業(yè)知識(shí)，這樣你可以確保在你所有的產(chǎn)品線上給客戶提供最好的解決方案。

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