Czy możesz dostać pasywny ASIC?

9

W bardzo małych urządzeniach o małej mocy, gdzie przestrzeń jest bardzo ważna, skomplikowane sieci pasywne mogą zajmować dużo miejsca. Czy jest możliwe wytworzenie pasywnego lub głównie pasywnego systemu ASIC? Jeśli to możliwe, ile by to kosztowało? Oczywiście nigdy nie zbliżyłoby się to do niewielkich kosztów dyskretnych pasywów, ale kiedy naprawdę potrzebujesz tej przestrzeni, może być tego warte.

Jeśli chodzi o koszt produkcji ASIC, to pytanie było bardzo pomocne, ale mówi o bardziej tradycyjnych ASIC, w których najważniejsze są aktywne komponenty.

Zastanawiam się też, może ASIC to niewłaściwe słowo? Czy istnieje inne słowo na tego rodzaju rzeczy?

asic

— BeB00
źródło

Co rozumiesz przez „pasywny”? Jak garść małych rezystorów i kondensatorów?

— Eugene Sh.

1

Tak właściwie. Myślę, że po prostu użyłbyś FET dla rezystorów. Kondensatory silikonowe są dość nieefektywne, więc nie jest to najlepszy pomysł.

— BeB00,

1

Więc może mówisz o „analogowym”, a nie „pasywnym”?

— Eugene Sh.

3

Dokładasz wszelkich starań, aby uniknąć rezystorów, kondensatorów, a zwłaszcza cewek w układach ASIC, więc na początku jesteś w złym miejscu. Tworzysz bardzo słabe źródła prądu i drobne małe kondensatory, intragratory w stylu opamp i tak dalej, aby uzyskać fałszywą wartość pasywną, której potrzebujesz.

— winny

1

Jeśli określiłeś, jaką to była aplikacja, możliwe, że możemy zasugerować, w jaki sposób można ją przekształcić z obwodu pasywnego w obwód aktywny, który można łatwiej umieścić w układzie ASIC.

— horta

20

Nie jest to odpowiedź eksperta, ale niektóre istotne fakty zostały odłączone:

Jednym z powodów, dla których układy scalone często wymagają zewnętrznych pasywów, jest to, że standardowe krzemowe układy scalone nie są dobrym podłożem do wytwarzania kondensatorów i cewek o znacznej wartości na chipie. Zatem konwencjonalny układ scalony, „AS” lub nie, nie jest przestrzennym sposobem umieszczania dużych pasywnych na płytce (innych niż rezystory o wysokiej wartości). Może się to okazać udoskonaleniem, jeśli nie chodzi o wartość, ale o to, że problem stanowi liczba części (tj. Pakiety i interkonekty stanowią większość obszaru), ale dlatego, na przykład, twój mikrokontroler zawsze ma zewnętrzne odsprzęganie kondensatory

Sieci rezystorowe i sieci kondensatorowe są istniejącą powszechną formą pasywną w jednym pakiecie. Nie słyszałem jednak o mieszanych typach pasywnych w jednym pakiecie - spodziewam się, że byłoby to trudne w taki sam sposób, jak umieszczenie pasywnych elementów w normalnym krzemowym układzie scalonym, ponieważ mają one bardzo różne materiały i techniki produkcji.

Można stosować sieci rezystorowe:

$N$ $N+1$
Jako precyzyjny dzielnik napięcia lub inna konfiguracja dopasowanych rezystorów (jest to często widoczne w wysokiej klasy przyrządach pomiarowych). Wiele rezystorów wykonanych przy użyciu tego samego procesu i na tym samym podłożu może mieć ściślejszą tolerancję, bardziej odporne na temperaturę stosunki rezystancji niż niezależnie produkowane rezystory.

Hybrydowe układy scalone lub moduły hybrydowe są rodzajem technologii pośredniej między płytkami drukowanymi a układami scalonymi z półprzewodnikowymi matrycami, które mogą obejmować elementy pasywne uformowane na samej płycie lub nalutowane - ale nie są one szczególnie kompaktowe ani tanie. Zaletą jest posiadanie precyzyjnego, wstępnie zbudowanego, szczelnego modułu, który można podłączyć / wlutować w większą płytkę.

— Kevin Reid
źródło

Czy wiesz, którzy producenci komponentów są wielcy w sieciach rezystorowych?

— BeB00,

@ BeB00 Nie mam tutaj doświadczenia, ale brzmi to jak pytanie, na które należy odpowiedzieć, zaczynając od tego, kto udostępnia sieci rezystorów u twojego ulubionego dostawcy komponentów ( np .).

— Kevin Reid

W przypadku sieci rezystorowych wygląda na to, że najmniejsze są w zasadzie tylko linią rezystorów 0201 w jednym pakiecie, więc nie oszczędza miejsca.

— BeB00,

Warto wspomnieć, że tolerancja cienkich warstw rezystora jest zwykle bardzo luźna, ale stosunki rezystorów mogą być bardzo precyzyjne. (Rezystancja na arkusz kwadratowy rezystancji jest zmienną procesową, ale liczba kwadratów w elemencie konstrukcyjnym zależy tylko od dokładności litograficznej). Dlatego sensowne jest zbudowanie sieci dzielników rezystorowych, ale wymiana niepowiązanych dyskretnych rezystorów może również nie działać.

— MarkU

@ MarkU Do tego zmierzałem mówiąc „dopasowany”, ale dodałem jeszcze kilka słów.

— Kevin Reid,

12

ASIC oznacza specyficzny dla aplikacji układ scalony. Gdyby ten układ scalony zawierałby tylko elementy pasywne, nadal moglibyśmy nazwać go ASIC.

Wykonanie krzemowej matrycy tylko z komponentami pasywnymi jest bardzo dobrze możliwe, ale istnieją poważne ograniczenia . Na kondensatorach IC są praktyczne tylko do kilku nF. Cewki indukcyjne mogą być tylko kilkoma nH. Rezystory mogą być wykonane w niemal każdej wartości.

Te elementy pasywne (z wyjątkiem cewek indukcyjnych) mogą mieć pasożytnicze diody do podłoża, więc możliwe, że nie są w 100% pasywne.

Projektowanie i produkcja ASIC nigdy nie jest tanie. W zależności od procesu produkcyjnego wykonanie masek (potrzebnych do zdefiniowania wzorów do wykonania komponentów) może wynosić od 10000 do 1000000 USD (tak, w milionach dolarów amerykańskich).

Rzeczywisty koszt wytworzenia jednego układu scalonego po założeniu masek jest niższy, może wynosić od kilku centów do dziesiątek dolarów w zależności od rozmiaru (mniejszy rozmiar tańszy). Ale przy wysokich kosztach maski musiałbyś zrobić wiele z tych układów (i użyć / sprzedać je), aby było to opłacalne. Koszt maski jest dzielony między wszystkie produkowane układy scalone, więc im więcej, tym lepiej.

W przeszłości pracowałem w firmie Philips Semiconductors, a oni mieli specjalny proces tylko dla pasywnych. Pomysł polegał na tym, że te układy scalone dostarczałyby kondensatory odsprzęgające zasilanie i komponenty dopasowujące RF dla oddzielnego, małego układu scalonego z aktywnymi komponentami i wykonanego w droższej technologii procesowej. Ten mniejszy układ scalony zostałby następnie zamontowany na matrycy z pasywnymi komponentami.

To było trochę skomplikowane w produkcji, więc o ile wiem, było używane tylko w niektórych niszowych produktach. Z pewnością nie jest to technologia głównego nurtu.

— Bimpelrekkie
źródło

5

Nie musisz mieć aktywnych na ASIC (chociaż nie wiem, czy ktoś to zrobił). Są producenci, którzy zrobią takie rzeczy , jest to drogie i potrzebujesz dużych ilości.

Istnieją lepsze sposoby, które byłyby nadal droższe niż PCB z komponentami, ale tańsze niż ASIC. Komponenty mogą być wbudowane w płytkę drukowaną .

Źródło: EDN

Lub możesz uzyskać zintegrowane pakiety :

Te dwa ostatnie byłyby prawdopodobnie tańsze niż układ scalony, w którym elementy pasywne są wbudowane w krzem, jednak osadzenie elementów w tych nowych procesach będzie znacznie droższe niż użycie płytki z mikro przelotkami i układanie płytek w stosy

— Skok napięcia
źródło

3

Myślę, że ASIC są bardziej w dziedzinie cyfrowej Nieprawda, przez lata pracowałem nad wieloma ASIC i wszystkie one miały znaczący udział w elektronice Analog. Które częściowo zaprojektowałem ;-)

— Bimpelrekkie

Tak, z mojego doświadczenia to właśnie słyszałem. Zdaję sobie sprawę, że jest to niewyraźne rozróżnienie.

— napięcia

Cyfrowy / analogowy nie ma nic wspólnego z tym, że jest ASIC. ASIC w dzisiejszych czasach zwykle mają analogowe interfejsy i cyfrowe elementy wewnętrzne. Ale nie ma powodu, dla którego nie mógłbyś być całkowicie tym czy innym. To po prostu ortogonalne pomysły.

— horta

Posłuchaj, w każdym przypadku słyszałem, że ASIC miał do czynienia z cyfrowym i IC z analogowym. Mówię ci to , co mi powiedziano , ale nie powiedziałem, że to prawda.

— Skok napięcia

3

Myślę, że sugerujemy, abyś usunął to sformułowanie z odpowiedzi, aby nie dezorientowało czytelników od twojej dobrej odpowiedzi.

— horta

2

Tak, zdecydowanie. Na przykład w Keysight tworzymy nasze własne podstawowe filtry liniowe do sond i innych urządzeń. Budowanie pasywnych elementów w chipy jest standardem.

Inne wyjaśnienia. ASIC vs. IC - Jeśli projektujesz układ scalony do określonego celu, wtedy „AS” jest poprawny. To sytuacja ziemniaka / potahto.

Cyfrowy czy analogowy? - Oba są wspólne. Cyfrowe układy ASIC generalnie przetwarzają i obliczają, analogiczne układy ASIC masują sygnał w bardziej użytecznej formie. O tym mówimy na podcastie EEs Talk Tech z inżynierii elektrycznej tutaj:

https://eestalktech.com/2017/07/13/fast-adc/

— Daniel Bogdanoff - Keysight
źródło