您可以获得被动ASIC吗?


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在空间非常重要的超小型低功耗设备中,复杂的无源网络会占用大量空间。是否有可能制造出无源或几乎无源的ASIC?如果可能的话,要花多少钱?显然,它永远不会接近离散无源器件的微小成本,但是当您真正需要该空间时,这可能是值得的。

就ASIC的制造成本而言,这个问题确实很有帮助,但它所谈论的是更传统的ASIC,其中主要是有源组件。

我也想知道,也许ASIC是错误的词?这种事情还有别的词吗?


“被动”是什么意思?像一堆微小的电阻器和电容器?
尤金(Eugene Sh)。

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是的,差不多。我想您只是将FET用于电阻器。硅电容器在空间上效率很低,所以这不是最好的主意。
BeB00

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因此,也许您是在谈论“模拟”而不是“被动”?
尤金(Eugene Sh)。

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您要竭尽全力避免ASIC中的电阻器,电容器,尤其是电感器,因此一开始就处于困境。您要做的是创建非常弱的电流源和微小的小型电容器,运算放大器式的集成器等,以伪造所需的无源值。
Winny

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如果您说明了这是什么应用,那么我们可能会建议如何将该应用从无源电路转换为有源电路,然后再将其轻松放置在ASIC中。
奥尔塔

Answers:


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不是专家的答案,而是一些不相关的事实:

IC经常需要外部无源器件的原因之一是,标准的硅IC并不是用于在芯片上制造具有重要价值的电容器和电感器的良好基板。因此,是否使用传统的IC(无论是否为 “ AS” )都不是节省空间的方式在板上放置大型无源元件(高值电阻器除外)。如果不是问题,而是零件的数量(即,封装和互连占据了大部分面积),那么可能仍然会有所改进(例如,这就是为什么您的微控制器始终具有外部去耦的原因)电容器。

电阻器网络和电容器网络是无源封装的一种常见形式。不过,我还没有听说过在一个封装中混合使用任何类型的无源器件-我希望这与将无源器件放入普通硅IC一样困难,因为它们的材料和制造技术非常不同。

可以使用电阻网络:

  • 节省板上空间;我相信,在通孔时代,它们更为常见和相关,即使您将电阻器垂直放置,您也需要为另一个引脚提供一个完整的孔,并且网络将使您拥有电阻器,而N + 1针)。ññ+1个
  • 作为高精度分压器或匹配电阻的其他配置(在高端测量仪器中经常见到)。多个电阻器使用相同的工艺和相同的基底上可具有更严格的公差,多个温度稳定制成电阻比独立地制造电阻器。

混合集成电路或混合模块是PCB和单半导体管芯IC之间的一种中间技术,其中可以包括在板上本身形成的或焊接在其上的无源器件,但它们并不十分紧凑也不便宜。价值在于拥有一个精确的,预先构建的密封模块,您可以将其插入/焊接到更大的板上。


您知道哪些组件制造商在电阻器网络上占有重要地位吗?
BeB00

@ BeB00我在这里没有经验,但这听起来像是一个要回答的问题,首先要看谁在您最喜欢的组件供应商(例如)上提供电阻网络。
凯文·里德

对于电阻器网络,看起来最小的基本上只是一个封装中的0201电阻器线,因此无法节省空间。
BeB00

值得一提的是,薄膜电阻器的值容差往往很松散,但是电阻器的比率可以非常精确。(欧姆/平方薄层电阻是一个过程变量,但设计元素中的平方数仅取决于光刻精度。)因此,建立一个电阻分压器网络是有意义的,但是更换无关的分立电阻器可能也无法正常工作。
MarkU

@MarkU这就是我说“匹配”的意思,但是我在上面多了几句话。
凯文·里德

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ASIC是指专用集成电路。如果该集成电路仅包含无源组件,那么我们仍可以将其称为ASIC。

仅用无源元件制造硅芯片的可能性很高,但存在严重的局限性。在IC上,电容器的实际最高使用电压只有几nF。电感器只能是几个nH。电阻几乎可以制成任何值。

这些无源元件(电感器除外)可能在基板上带有寄生二极管,因此有可能不是100%无源的。

设计和生产ASIC从来都不便宜。根据制造工艺的不同,制作掩膜(需要定义图案以制作组件)的价格在10000美元到1000000美元之间(是,上百万美元)。

戴上口罩后,生产一个IC的实际成本较低,根据尺寸的不同,每个IC的成本可能高达几美分,最高可达数十美元(尺寸更小更便宜)。但是,由于掩膜成本高昂,您需要制造许多此类芯片(并使用/出售它们)才能使其具有成本效益。掩模成本由您生产的所有IC分担,因此越多越好。

过去我曾在飞利浦半导体工作,他们为无源器件专门设计了特殊工艺。想法是,这些IC将为具有有源组件的单独的小型IC提供电源去耦电容器和RF匹配组件,并且采用更昂贵的工艺技术制造。然后,该较小的IC将与无源元件一起安装在芯片的顶部。

就生产而言,这有点复杂,因此据我所知,它仅用于某些利基产品。它当然不是主流技术。


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您不必在ASIC上具有任何活动(尽管我不知道是否有人做过)。有制造商会做这种事情,这很昂贵,您需要大量。

有更好的方法仍然比带有组件的PCB贵,但比ASIC便宜。组件可以内置在PCB内部

在此处输入图片说明
资料来源:EDN

或者您可以获取集成软件包

在此处输入图片说明

后两者可能比将无源元件内置于硅中的集成电路便宜,但是在这些新工艺中嵌入组件将比使用带有微孔和堆叠PCB的PCB贵得多。


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我认为ASIC更加在数字领域,这是不对的,多年来我从事许多ASIC的工作,而所有这些都在模拟电子领域发挥了重要作用。我做了部分设计;-)
Bimpelrekkie

是的,根据我的经验,这就是我所听到的。我意识到它的模糊区别。
电压峰值

数字/模拟与作为ASIC无关。如今,ASIC通常具有模拟前端和数字内部。但是,没有理由您不能完全放弃一个或另一个。它们只是正交的想法。
Horta

看,在每种情况下,我都听说过ASIC与数字和IC与模拟有关。我告诉你我被告知我说的不对。
电压峰值

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我认为我们只是建议您从答案中删除该措辞,以免使读者进一步混淆您的好答案。
Horta

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当然是。例如,在是德科技,我们确实为探头和其他设备创建了一些自己的基本带状线滤波器。将无源组件构建到芯片中是标准的。

其他说明。ASIC与IC-如果您要为特定目的设计芯片,则“ AS”有效。这是马铃薯/马铃薯的情况。

数字还是模拟?-两者都很常见。通常,数字ASIC进行处理和计算,而模拟ASIC通常将信号按摩成更可用的形式。我们在EEs Talk Tech电气工程播客上谈论这一点:

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

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