得益于PMIC的功能漸強(qiáng),移動設(shè)備續(xù)航能力見增
封包追蹤技術(shù)的目標(biāo),在于改善功率放大器承載較高波峰平均功率比訊號的效率。要在有限的頻譜資源內(nèi)提供高資料處理能力,必須使用有著較高波峰平均功耗比的線性模組。很不幸的是,傳統(tǒng)電壓源固定的功率放大器,在這些情況下運轉(zhuǎn)時效率都較低。在封包追蹤的功率放大器中,可藉由改變功率放大器供應(yīng)電壓,與無線頻率訊號的封包同步,進(jìn)而改善其效率。
節(jié)省電路板空間 PMIC整合音訊晶片
OEM也面臨節(jié)省電路板空間的壓力,他們必須釋放出更多的面積以容納新功能,同時還要維持裝置的輕薄短小并降低成本。針對這些目標(biāo),三維(3D)封裝或是晶片堆疊技術(shù)的使用能產(chǎn)生優(yōu)勢。一般而言,晶片堆疊是利用低密度接線或焊錫凸塊連接不同堆疊層。業(yè)界在單一封裝中整合或堆疊完全可配置PMIC及低功耗音訊編解碼晶片(Audio CODEC),在單晶片上整合超過四十個不同高低電壓的電路及類比功能,大幅節(jié)省電路板空間及成本。
不只節(jié)省空間,業(yè)界音訊編解碼晶片還能為消費裝置提供理想的音訊效能。藉由在數(shù)位訊號處理器(DSP)內(nèi)整合先進(jìn)回音消除軟體,音訊編解碼晶片能過濾背景雜音并增加聲音清晰度,如此一來,即使是在吵雜的環(huán)境中也能提供豐富、低頻及高清晰的頻率。
除晶片堆疊技術(shù)外,未來業(yè)界將看見其他節(jié)省電路板空間新技術(shù)。其中一種技術(shù)是3D整合,是透過直通矽晶穿孔(Through-Silicon Via, TSV)連接不同電路層,TSV較為密集且能提供更強(qiáng)大的連接能力,可以跨越更多層并節(jié)省更多電力。3D整合一開始是被用來封裝高速記憶體及SoC,用來為繪圖功能提供更優(yōu)異的頻寬,而它現(xiàn)在絕對是未來值得被好好觀察的領(lǐng)域。
輕薄特色恐引發(fā)高漏電流
行動裝置尺寸愈趨輕薄短小,但卻裝入比以往更多功能。更細(xì)小的元件尺寸可能會引發(fā)高漏電流的危險性,這是短通道效應(yīng)及不同的摻雜水平所致,而這最終會讓產(chǎn)業(yè)無法朝更小的尺寸邁進(jìn)。
此外,新堆疊材料的出現(xiàn)例如高介電常數(shù)金屬閘極(HKMG),以及鰭式場效電晶體(FinFET)此類完全空乏型電晶體(Fully Depleted Transistor)?,F(xiàn)在的FinFET是3D結(jié)構(gòu),在平面基板上升起,相較于同樣面積的平面閘,F(xiàn)inFET可以提供更大的容量。通道周圍的閘門能提供優(yōu)秀的通路控制,如此一來,當(dāng)元件處于斷開狀態(tài)時,能通過主體的漏電流就微乎其微。這讓低臨界電壓值的使用可行,以實現(xiàn)最佳切換速度及功率。
還有許多其他有潛力的技術(shù)藍(lán)圖。例如,戴樂格(Dialog)與臺積電共同合作最先進(jìn)的0.13微米(μm)Bipolar-CMOS-DMOS(BCD)技術(shù),用于在小型單晶片電源管理晶片中整合先進(jìn)邏輯、類比及高電壓元件,以支援下世代的智慧型手機(jī)、平板電腦及Ultrabook。
BCD制程技術(shù)代表驅(qū)動半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)各領(lǐng)域,包括應(yīng)用端、設(shè)計及制程持續(xù)前進(jìn)的創(chuàng)新力量。此技術(shù)在同一片晶圓上結(jié)合類比Bipolar(B)元件、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)以及雙重擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體(Double Diffused Metal Oxide Semiconductors, DMOS)。系統(tǒng)設(shè)計師采用此技術(shù),減少功率損失、電路板空間及成本。該技術(shù)有助于制造更好、更小及更創(chuàng)新的產(chǎn)品。同時,由于現(xiàn)在的BCD技術(shù)是以6寸晶圓制造,晶圓廠能讓他們幾乎折舊完畢的產(chǎn)線得以繼續(xù)貢獻(xiàn)生產(chǎn)力,如此能減少終端客戶的成本并產(chǎn)生利潤,或是能擁有投資其他新興技術(shù)的更多空間。
直流對直流(DC-DC)電源轉(zhuǎn)換器是現(xiàn)今電源管理積體電路的基礎(chǔ)元件。業(yè)界專利的TIPS(Transformative Integrated Power Solutions)技術(shù)采用一種以交換電容技術(shù)為基礎(chǔ)的獨特轉(zhuǎn)換方法。該項技術(shù)允許使用較小的導(dǎo)電元件,除提升效率之外,并且可以達(dá)到比競爭技術(shù)更高的整體電源密度,為可攜式和資料中心應(yīng)用提供顯著的優(yōu)勢。
電源管理決定品牌成敗
根據(jù)產(chǎn)業(yè)預(yù)測,行動運算裝置需求正持續(xù)增加。行動裝置正從個人資訊裝置進(jìn)化為行動運算平臺,對日常需求扮演愈來愈重要的角色。與此同時,電源效能正迅速成為這個時代的關(guān)鍵問題。智慧型手機(jī)使用者若高度滿意手機(jī)電池壽命,相較于不滿意的使用者,前者再次購買同品牌手機(jī)的可能性較高。在高度滿意手機(jī)電池壽命(在10分量表中選擇10分)的4G智慧型手機(jī)擁有者中,有將近25%的人表示「一定」會再次購買來自同一家制造商的手機(jī)。相較于此,在較不滿意
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