�(jù)世界半導體貿(mào)易統(tǒng)計協(xié)�(WSTS)日前�(fā)布的一份預(yù)測報告顯�,世界半導體市場未來三年將保持兩位數(shù)的增長,這份報告還表�,全球半導體�(yè)之所以能夠復(fù)蘇,通信�(chǎn)�(yè)的迅猛發(fā)展功不可�,近年來通信集成電路IC芯片的需求大幅度增長,給全球半導體業(yè)注入了新的活�。在最近兩年里,三�(wǎng)融合的大趨勢有力地推動了芯片�(yè)的發(fā)展,通信芯片在移動通信、無線Internet和無線數(shù)�(jù)傳輸�(yè)的發(fā)�,開始超過了PC機芯片的�(fā)�。IDC的專家預(yù)�,通信IC芯片,尤其是支持第三代移動通信系統(tǒng)的IC芯片,將成為21世紀初全球半導體芯片�(yè)的應(yīng)用市��
�(jù)美國國際市場�(diào)查公司Dataquest的資料顯示,1996�,全球通信�(shè)備市場規(guī)模為1673.54億美��1998年達2132.79億美��2000年達2574.62億美��1996~2000年的年平均增長率�11.4%。據(jù)國際電信�(lián)�(ITU)�(yù)�,到2000年底,全球通信�(yè)總值將�1�1.2萬億美元的規(guī)�,并將首次超過世界汽車業(yè)的總�(chǎn)值。這個數(shù)字表�� 2000年,由于全球通信�(yè)的迅猛發(fā)�,全球通信�(yè)年收入將突破萬億美元大關(guān),將會進一步刺激全球半導體通信IC芯片�(yè)的更快發(fā)�。國際商�(wù)�(zhàn)略一項研究顯�,全球通信IC 芯片市場銷售額將�1998年的283億美元增�2005年的904億美元�2000年通信�(yè)將繼�(xù)成為全球�(fā)展最快的�(chǎn)�(yè)�
中國通信IC芯片近年來發(fā)展也很快,據(jù)CCID 微電子研究部�(fā)布的一項市場調(diào)查和�(yù)測顯��2000�2003年中國通信類整機應(yīng)用IC 芯片的市場規(guī)模將保持較快的增長速度�2000年通信類整機用IC芯片的市場需求量�15.02億塊,比1999 年增�21.62%,預(yù)計到2003年通信類整機用IC芯片的市場需求量將達68.77億塊�
在國�(nèi)外半導體芯片園地�,通信IC芯片正在向著體積�、速度�、多功能和低功耗的方向�(fā)��
小巧玲瓏
美國模擬器件公司(ADI)日前新研制成功世界上款用于無線通信手機的完全基�(RAM)的基帶芯片組。這款小小的SoftFone芯片�,體積小�,僅像火柴盒一般大小,能夠使移動電話廠商和終端用戶輕松定制、選擇功能。這種芯片組的功耗較�,成本也比較�,因而極具競爭優(yōu)�。SoftFone芯片組完全基于RAM,GSM移動電話廠商可利用普通硬件平臺裝入不同版本的軟件,以支持從高端到低端的全系列手機。ADI的這款SoftFone芯片組將于今�8月初大批面市�
為了進一步縮小通信芯片的體�,科學家們正在研制一系列的采用非硅材料制造的芯片,例如砷化鎵(GaAs)芯片、鍺(Ge)芯片以及硅鍺(SiGe)芯片�。這些非硅通信芯片的體積更小巧,能夠用來制造輕、薄、短、小的通信�(shè)備�
為了使通信終端�(shè)備做得越來越�,在�(shù)字蜂窩電話中,芯核RISC處理器構(gòu)成一個高集成度子系統(tǒng)的一部分?;鶐Р�?,即RF部分在通常的情況下集成一個RISC微控制器、一個低成本DSP、鍵�、存儲器、屏控制器和連接邏輯。ARM公司的ARM7TDM1十分適合于這種�(yīng)用,其每兆赫僅消�1.85mW,相對低�13MHz速率與GSM900系統(tǒng)中的微控制器同步。RISC芯核在芯片上僅占4.9m2的面�,可以在較低的電壓下工作,因而片上存儲器的功耗往往低于片外存儲�。ROM的功耗也小于SRAM。在可能的情況下,采用空載模式更能節(jié)省功�。在一般情況下,片上必需包括一個鎖相環(huán)為DSP提供時鐘信號�
高集成度在DSP芯片中也�(yīng)用得很廣�。為用低功耗的小型器件進行高水準的�(diào)制和解調(diào)算法作業(yè),已�(jīng)開發(fā)出包含有DSP�(nèi)核電路的單片算法IC。在21世紀初的幾年�(nèi),隨著微細化工藝技�(shù)的不斷發(fā)展,在更多地采用0.25μmCMOS工藝之后,集成度將會得到進一步的提高,而電壓和功耗將會進一步降低,從而能�?qū)⒂糜趨f(xié)議處理的CPU�(nèi)核電路也全部集中制作在一枚小小的芯片�。TexasInstruments(TI)公司日前新推出的TMS320C6203�(chǎn)�,有250MHz�300MHz兩種型號,執(zhí)行速度高達2900MIPS,是目前世界上速度最快的DSP�(chǎn)�。這款芯片集成�7Mbits�(nèi)�,是目前在單機芯DSP里集成的�(nèi)�,采�18m2的BGA封裝,能夠節(jié)省插件板/系統(tǒng)空間,適用于3G無線基站、電信系�(tǒng)和網(wǎng)�(luò)基礎(chǔ)�(shè)施的�(shè)��
使通信芯片實現(xiàn)微型化的另一種有效的途徑,是在半導體通信芯片制造工藝中采用更先進的光刻技�(shù),科學家們讓光透過掩膜形成一個影�,利用透鏡使這個影像縮小,并且巧妙地利用這種投影�,把芯片電路的輪廓投射到涂有一層硅的光刻膠上面,通過對透鏡的改�,縮短光的波長,并且改進光阻材�,就可以把芯片電路蝕刻得更加細致入微,更加精�,從而制造出集成度更�、體積更小的通信芯片,使用這種芯片的移動通信�(shè)備將變得更加便攜�
快如閃電
第三代移動通信正在崛起�3G與代以及第二代移動通信技�(shù)的不同,在于3G需要面向Internet和數(shù)�(jù)通信。因�,對新一代的手機IC芯片提出了更好的要求,要求手機IC芯片具有更強大的�(shù)�(jù)存儲和數(shù)�(jù)處理能力,必需擁有更廣闊的存儲空間,用來存儲從�(wǎng)上下載的各種�(shù)�(jù)信息。此�,還要求新一代手機中被處理的信息不再僅僅是語音和指令,而是更復(fù)雜的多媒體信�,因此,要求新一代手機IC芯片必需擁有更高速的�(shù)�(jù)處理能力,要求其速度快如閃電�
為了使新一代手機擁有更大的存儲能力和更快的�(shù)�(jù)處理能力,將會提高手機的功�,而要達到大數(shù)�(jù)量存�、高速處理和功耗不增加這三種要�,新一代手機應(yīng)當采用嵌入式flash(快閃)存儲技�(shù)、高性能的DSP和降低電池電壓等各種手段�
高速接口IC,用于通信�(wǎng)�(luò)的中繼傳輸和幾個通信系統(tǒng)之間的高速傳輸,傳輸速度已經(jīng)按照ITU�(guī)定的SHD實現(xiàn)標準�。除了與光纜接口的激光器�(qū)動電路和光接收電路等光電變換電路之外,其它的諸如幀同步、糾錯以及傳輸總線的多路分離�,都需要利用目前已�(jīng)向著微細化發(fā)展的CMOS技�(shù)的高集成�;將其制作在一枚小小的芯片�。目前,�0.35μmCMOS技�(shù)制作的通信接口IC,能夠以2.4Gbps的速度進行各種傳輸信息的處理�
藍色巨人IBM和北方電�(Nortel)公司的科學家們還�(lián)合研制出了一款制造材料既非硅、也非鍺的新型芯�,這就是SiGe芯片,它是由�(Si)和鍺(Ge)兩種材料的混合物制造而成�,稱為SiGe混合物半導體芯片。根�(jù)這兩家公司的合作�(xié)�,Nortel公司負責為幾種高速通信�(yīng)用程�?qū)iT�(shè)計這種新型SiGe芯片,而IBM公司則負責專門生產(chǎn)這種芯片。這種SiGe芯片是目前其他一些非硅半導體芯片諸如砷化鎵芯片的有益的補�,SiGe芯片能夠有力地支持研�(fā)更復(fù)�、高速的通信新產(chǎn)品。與砷化鎵芯片比�,SiGe芯片有著其明顯的�(yōu)勢,SiGe芯片的集成度更高,體積更小,功耗也更少。此�,SiGe芯片還有一個突出的�(yōu)�,它可以用現(xiàn)有的硅芯片生�(chǎn)�(shè)備進行加工,而不必另外添置其它的加工�(shè)�,從而能夠有效地降低生產(chǎn)成本,與其他的非硅芯片更具有價格�(yōu)勀�
美國密執(zhí)安大學工程學院在最近研制成功一種新型光學芯�,這種芯片可以大大增加�(shù)�(jù)高速公路的信息容量,使上網(wǎng)用戶獲益匪淺。這種芯片是目前高速光電子信號檢測的世界紀錄保持者,它可以接收速度高達24Mbps的以激光脈沖傳�?shù)�?shù)�(jù),而目前絕大多�(shù)同類�(chǎn)品能夠處理的�(shù)�(jù)傳輸速度,僅�11兆位/�。這所工程學院新推出的光學芯片,在同一種半導體疊層中集成了光檢測儀和放大裝�,不必采用會增加混合光感接收器制造成本的連接電線。這種芯片的電路包括一個可檢測輸入光束的P型光電二極管和一個放大高速信號的異結(jié)雙極晶體�。這種芯片是在密執(zhí)安大學固�(tài)電子實驗室采用一種半導體工業(yè)最常用的單步分子束外延生長工藝研制成功的。雖然目前這種光學芯片的成本還比較�,但�,一旦這種制造技�(shù)實現(xiàn)了標準化,那�,光學芯片的成本和價格就會大大降低,屆時,光學芯片就會在電子�(yè)界和通信�(yè)界得到廣泛的�(yīng)��
功能多樣
歐洲的半導體制造廠商Philips半導體公司日前推出新型的GSMGPRS芯片�,以便實�(xiàn)基于GSM移動電話系統(tǒng)的高速數(shù)�(jù)傳輸,為移動通信Internet和個人多媒體服�(wù)熱潮推波助�。這種芯片組基于Philips并購的VLSI技�(shù)公司的OneC基帶控制�,這是目前�(yè)界集成度的GSM解決方案,它將成為利用GPRS進行高速數(shù)�(jù)傳輸?shù)男乱淮苿与娫挼暮诵?。這種綜合GPRS方案的射頻部分是由Philips開發(fā)的新型雙帶RF芯片組構(gòu)成的。GPRSOneC和Philips以及第三方的RF方案相容,成為一款面�3G的新�(chǎn)品。Philips的下一代將會集成更多的新功�,例如GPS、MP3以及Bluetooth�,并且直接面向UMTX、WCDMA以及CDMA-2000�3G移動通信標準�
Philips公司推出的兩款多功能電話通信芯片TEA1118以及TEA1118A,可以應(yīng)用于可視電話、傳真電話一體機和室�(nèi)無繩電話基地臺等。TEA1118芯片具有各種DECT�(yīng)用方案的多種語音電路功能,TEA1118A芯片也具有各種CTO/CT1模擬室內(nèi)無繩電話所需的DTMF撥號插入和噪聲控制等多種功能。內(nèi)置撥號和接口的低壓芯片TEA110A,則屬于TEA1112A的低價產(chǎn)品,采用DIP14/SO14兩種封裝,能夠為不設(shè)�(fā)光二極管掛上/掛下指示與傳聲器噪聲抑制功能的電話提供具有價格競爭能力的解決方案。TEA111X系列的芯片產(chǎn)品則采用高密度雙極處理技�(shù)生產(chǎn)而成,可以使新型電話的設(shè)計大為簡��
AMD公司新推出兩款的手機用flash存儲器芯�:32MB的Am29BDS323�64MB的Am29BDS643,這兩款芯片都采用AMD公司�(chuàng)新的同步讀/寫結(jié)�(gòu)、高性能爆發(fā)模式接口以及超低電壓技�(shù)。這兩款芯片可以在40MHz�54MHz的頻率范圍內(nèi)進行運作,最適宜用于新一代的移動通信手機,能夠支持多種創(chuàng)新的功能,例如上Internet的功�、PDA、視頻數(shù)�(jù)分流傳輸以及MP3等功能。Am29BDS323芯片的存取時間為20ns,而Am29BDS643芯片的存取時間僅�13.5ns,比其他的競爭產(chǎn)品快,這種高速存取功能可以大大減少讀取flash代碼以及�(shù)�(jù)所需的等待狀�(tài)次數(shù),從而確保微處理器可以充分發(fā)揮其性能。Nokia公司由于采用分組無線通信服務(wù)(GPRS)、EDGE以及第三代無線通信技�(shù)的新一代手機需要支持高速的�(shù)�(jù)傳輸,因而需要得到先進的flash芯片的支�,而AMD公司推出的這兩款flash能夠滿足這種需��
為了研制出多功能的移動通信便攜式終端設(shè)�,要求通信芯片具有更高的集成度,從而將多種芯片集成到一塊芯片上,成為一體化芯片。AgereSystems公司(原LucentTechnologies微電子部),集中力量專攻通信�(shè)備的研究開發(fā),成績斐�,這家公司曾經(jīng)�(chuàng)造了年銷售通信芯片30億美元的�(yè)�,其�,一體化多功能芯片占58%,居該公司所有產(chǎn)品銷售總額的12%。Agere最近還新推出了一款由11個芯片組集成為一體的多功能移動電話。另外一家業(yè)界巨頭TI,最近幾年將其研�(fā)重點進行了重新定�,加大了研發(fā)DSP及其他多功能通信芯片的力�,在研制開發(fā)新款多功能通信芯片方面表現(xiàn)不俗,十分引人注��
功耗不斷降�
長期以來,科學家們一直致力于研制能夠顯著地降低能耗的�(chǎn)品。最�,一種新推出的利用反向計算的方法�(shè)計的微處理器芯片可以大大降低耗電�。這種�(shè)計方法將導致功能強大的微處理器問�,這種微處理器可用于諸如掌上型計算機、移動電話和便攜式計算機等電流驅(qū)動的裝置�,并且可以大大延長這類裝置的運行時�。美國麻省理工學院負責反向計算項目的科學家邁克爾.弗蘭克在最近指�:“在不使用昂貴制冷系�(tǒng)的情況下,我們的研究已經(jīng)接近了高速微處理器所能散�(fā)熱量的物理極限�。弗蘭克和他的同事們認�,除非散熱問題能夠得到完美的解決,否則“摩爾定律”就將變得不再適用了。他們還指出,反向計算所涉及的技�(shù),是解決微處理器散熱問題的方案。在反向計算�,每個運算周期后存儲在微處理器中的信息并沒有完全被擦掉,擦掉信息時微處理器是不會�(fā)熱的,而是保留了某些信息,供下一個運算周期使�。科學家們制造的理論模型表明,制造出只消耗相當于目前微處理器1%電能的功能強大的微處理器是完全可能的。加州大學信息學學院的一個研究小組最近宣�,他們已�(jīng)研制出世界上塊利用某些反向計算技�(shù)的微處理器芯片�
Motorola公司半導體部新推出的FLEX芯片�,提供了處理FLEX�(xié)議所需的所有器�,加速了人員�(shè)計的尋呼機產(chǎn)品投放市場的速度。FLEX�(xié)議是開發(fā)高速尋呼機defacto標準,它向人員提供一組共同的�(guī)�,確保尋呼機的使用能夠跨越不同尋呼臺站的�(shè)�。MotorolaFLEX芯片組包�:68175FLEX字符�(shù)字芯��68181FLEX漫游芯片�68175FCBFLEX開發(fā)和新款模�-�(shù)字轉(zhuǎn)換芯�68176,它能夠?qū)?8176模擬/�(shù)字芯片插在FLEX開發(fā)板上,并且將900MHz射頻接收器連接�68175FLEX字符芯片或�68181漫游芯片�。ADC把由RF接收器檢測到�4級聲頻信號轉(zhuǎn)換為2位數(shù)字信�,以供系�(tǒng)其余部分使用。Motorola提供�68176芯片具有更寬的工作電壓范�、較低的電源電壓和比其它ADC芯片更低的成�,深受廣大用戶青��
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