技術(shù)
技術(shù)
導(dǎo)讀：2005年12月初，我隨中國知名電子媒體代表團(tuán)訪問了德州儀器達(dá)拉斯總部，在那里看到了一個(gè)走過75年風(fēng)雨歷程的老牌半導(dǎo)體廠商仍擁有的創(chuàng)新激情以及它正繼續(xù)創(chuàng)造的“業(yè)界第一”：即將竣工的綠色無污染300mm晶圓廠(65納米工藝)令人嘆為觀止、開創(chuàng)視頻應(yīng)用新時(shí)代的達(dá)芬奇技術(shù)令人激動(dòng)、最新應(yīng)用處理器帶給手機(jī)全新的娛樂感受、超低功耗MCU能用半個(gè)蘋果供電……
如果說12月達(dá)拉斯的楓葉美侖美奐，那么德州儀器的最新科技則更是令人驚嘆。2005年12月初，我隨中國知名電子媒體代表團(tuán)訪問了德州儀器達(dá)拉斯總部，在那里看到了一個(gè)走過75年風(fēng)雨歷程的老牌半導(dǎo)體廠商仍擁有的創(chuàng)新激情以及它正繼續(xù)創(chuàng)造的“業(yè)界第一”：即將竣工的綠色無污染300mm晶圓廠(65納米工藝)令人嘆為觀止、開創(chuàng)視頻應(yīng)用新時(shí)代的達(dá)芬奇技術(shù)令人激動(dòng)、最新應(yīng)用處理器帶給手機(jī)全新的娛樂感受、超低功耗MCU能用半個(gè)蘋果供電……我們還與這家世界頂級模擬器件廠商的專家一起探討了模擬世界的未來。
首個(gè)通過LEED認(rèn)證的300mm晶圓廠 德州儀器(以下簡稱TI)即將投產(chǎn)的最新工廠——Richardson工廠，也是它的第十一個(gè)工廠和最大的工廠，采用了最新的高科技以迎合綠色節(jié)能的需求，因此它也是目前為止唯一一個(gè)通過LEED認(rèn)證的工廠。該認(rèn)證是對TI環(huán)境保護(hù)工作的特殊認(rèn)可，TI在環(huán)保上所做的創(chuàng)新使得該項(xiàng)殊榮名副其實(shí)。 該工廠的面積約有25個(gè)足球場大，全部使用自然日光，相當(dāng)于節(jié)約了26個(gè)網(wǎng)球場的照明電力；其建筑物使用灰塵廢物作為建造材料，相當(dāng)于節(jié)約了修建三英里公路所需的混凝土；采用的回收壓縮廢氣相當(dāng)于每分種吹起22,000個(gè)氣球，同時(shí)還能重新利用廢氣熱量；采用天然雨水，每天回收利用的廢水可裝滿一個(gè)水塔；實(shí)現(xiàn)100級絕對無塵室，這意味著比醫(yī)院手術(shù)室還潔凈1,000倍。 除了采用最先進(jìn)的綠色節(jié)能技術(shù)外，它也是用來生產(chǎn)最先進(jìn)半導(dǎo)體器件的工廠。該工廠生產(chǎn)線將主要生產(chǎn)65納米的產(chǎn)品。Richardson工廠總投資約為30億美元。 65納米中采用的創(chuàng)新技術(shù) TI宣布其65納米工藝技術(shù)已達(dá)標(biāo)并步入量產(chǎn)。與90納米工藝相比，使晶體管的密度增加了一倍、功能相當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)占用面積縮小了一半，有源功率減小40%以上，泄漏功率更是比90納米減小1,000倍。TI在65納米中采用了獨(dú)創(chuàng)的新技術(shù)SmartRelex電源管理技術(shù)，它將智能化的自適應(yīng)硅芯片、電路設(shè)計(jì)以及有關(guān)軟件結(jié)合在一起，能在更小的工藝節(jié)點(diǎn)上解決電源與性能管理方面的難題。 SmartReFlex技術(shù)可在不犧牲整體系統(tǒng)性能的情況下通過密切監(jiān)視電路速度，進(jìn)行動(dòng)態(tài)穩(wěn)壓來準(zhǔn)確地滿足性能要求?！耙虼耍退泄ぷ黝l率而言，我們能恰到好處地采用最低的功率?！?TI硅技術(shù)開發(fā)部副總裁Venu Menon表示。其它創(chuàng)新還包括降低空閑功耗，如將SRAM存儲(chǔ)區(qū)向后偏置，使電壓降至極低的保留觸發(fā)電路，無需重寫邏輯或存儲(chǔ)內(nèi)容。 Menon表示，“首批進(jìn)行65納米量產(chǎn)的將是為客戶定制的用于手機(jī)的SoC，其中集成的模擬器件對良率控制提出了很高的要求。通過降低缺陷密度、調(diào)節(jié)參數(shù)漂移等技術(shù)，TI已能很好地實(shí)現(xiàn)對65納米工藝的良率控制。”此外，TI還針對不同客戶推出多種工藝技術(shù)選項(xiàng)：低端65納米工藝主要是針對手機(jī)及便攜產(chǎn)品等對功率要求嚴(yán)格的器件，中端65納米工藝主要針對DSP和通信基礎(chǔ)設(shè)施的高性能ASIC，而TI高端版的65納米技術(shù)主要用于服務(wù)器級微處理器，如為SUN定制的微處理器。 “2005年是90納米產(chǎn)品增長年，其良率大幅提升，其中SoC的出貨量已大大高于純邏輯產(chǎn)品出貨量；而2006年將是65納米產(chǎn)品的增長年。”Menon預(yù)測道。 |
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達(dá)芬奇技術(shù)將開創(chuàng)視頻產(chǎn)品新時(shí)代。 |
TI已于去年底推出兩款達(dá)芬奇處理器DM6443和DM6446，前者為視頻解碼器，后者增加了編碼功能和影像處理前端。這兩款處理器都擁有達(dá)芬奇技術(shù)的全部優(yōu)勢，并且集成了豐富的外設(shè)，將針對所有視頻應(yīng)用領(lǐng)域，屬于通用處理器?！按送?，TI還將針對不同的應(yīng)用領(lǐng)域推出專用的達(dá)芬奇產(chǎn)品，比如針對數(shù)碼照相機(jī)的DM420，針對IPTV的處理器等?！敝鸒EM三星與Ymagic已開始采用這兩顆達(dá)芬奇處理器應(yīng)用到相關(guān)產(chǎn)品中。
手機(jī)上體驗(yàn)出色的視頻功能
目前的手機(jī)上還沒有集成對高端H.264編解碼功能的支持，而TI在其創(chuàng)新的手機(jī)應(yīng)用處理器OMAP2430中對H.264的編碼可達(dá)VGA 30fps，解碼達(dá)D1 30fps，可支持H.264、H.263視頻會(huì)議，同時(shí)進(jìn)行VTC錄制，速率達(dá)CIF 30fps。當(dāng)然，除H.264外，它還支持所有主流的編解碼標(biāo)準(zhǔn)，包括MPEG4、VC-1以及RealVideo等共10種媒體格式?？梢钥闯霾捎迷撎幚砥鞯氖謾C(jī)已完全具有消費(fèi)電子般的視覺體驗(yàn)，明顯感覺到手機(jī)中的視頻與影像比目前的更加清晰銳利。
雖然能支持這些功能，但其功耗非常低，在持續(xù)播放H.264解碼的影片幾個(gè)小時(shí)后，記者觸模該芯片，幾乎感覺不到熱度。據(jù)TI無線終端業(yè)務(wù)部蜂窩產(chǎn)品戰(zhàn)略經(jīng)理Jay Srage表示：“普通手機(jī)電池可支持H.264/MPEG4播放達(dá)11小時(shí)；支持H.264編碼應(yīng)用達(dá)3小時(shí)?！?
這些創(chuàng)新的視頻功能得益于OMAP2430中采用了TI最新的影像與音視頻加速器引擎IVA2，它是達(dá)芬奇信號(hào)處理器技術(shù)的功率優(yōu)化型版本。IVA2是一款可編程引警，不僅可快速集成新的編解碼器標(biāo)準(zhǔn)，增強(qiáng)編解碼器性能，而且還具有非常穩(wěn)定的算法，從而能實(shí)現(xiàn)高度的靈活性與獨(dú)創(chuàng)性。除IVA2外，還集成了ARM1136處理器核和專用的2D/3D圖形加速器，支持全球主流的移動(dòng)電視標(biāo)準(zhǔn)如DVB-H、DMB和ISDB-T等。其集成的USB OTG接口支持手機(jī)方便下傳與下載文件和照片。
為使手機(jī)具有更低的功耗和小型化，TI還推出與這個(gè)處理器配套的音頻與電源管理一體化器件TWL4030。作為一款高度集成的電源管理/音頻編解碼器件，它在單片上集成了穩(wěn)壓器、轉(zhuǎn)換器、音頻/語音編解碼器、AB/D類音頻放大器、高速USB2.0 OTG收發(fā)器以及電池充電器等多個(gè)電路，為手機(jī)節(jié)省了空間和成本。
雖然是創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)，但是TI客戶為前一代OMAP2420開發(fā)的應(yīng)用可以100%的復(fù)用到新的處理器上，并且也同樣將得到來自O(shè)MAP社區(qū)的大力支持，包括全球第三方軟硬件開發(fā)商網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)集成商和工具供應(yīng)商。
暢想無限可能：多種連接在手機(jī)上共存
藍(lán)牙、WiFi、GPS、UWB、微波電視等，這些本來會(huì)相互干擾的無線電技術(shù)現(xiàn)在竟能在同一部手機(jī)上共存，TI使之成為現(xiàn)實(shí)?！?/FONT>TI已驗(yàn)證了這些無線技術(shù)在手機(jī)上共存的可能性?！?/FONT>TI無線終端業(yè)務(wù)部蜂窩系統(tǒng)與軟件首席技術(shù)官Rick Wietfeldt表示。
首先，歸功于TI的DRP(數(shù)字射頻處理器)技術(shù)，其藍(lán)牙、WiFi、GPS以及數(shù)字電視接收器均可實(shí)現(xiàn)單芯片方案，這使得芯片體積和成本都大大降低。比如其單芯片的A-GPS占用電路板面積不到40mm(平方)，而單芯片的數(shù)字電視方案Hollywood電路板面積不到1cm(平方)。
其次，對于共處同一頻譜的無線技術(shù)比如藍(lán)牙與WiFi，TI使他們能和平共處，并且找到最佳應(yīng)用模式。比如通過VoWLAN打電話，并利用藍(lán)牙耳機(jī)進(jìn)行通話。"藍(lán)牙與WiFi共存勢在必行。”WietFeldt說道。TI正在計(jì)劃將藍(lán)牙與WiFi芯片集成到一顆芯片中。
未來手機(jī)還將還將集成UWB、RFID、ZigBee以及WiMAX等無線技術(shù)，最近它剛宣布了收購ZigBee芯片主要廠商ChipCon，表明了TI對所有創(chuàng)新無線技術(shù)的鐘愛。對于你的手機(jī)，你可以暢想無限連接的可能。
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TI的超低功耗MCU可以通過三顆葡萄驅(qū)動(dòng)。 |
可以用三顆葡萄供電的MCU
僅用三顆葡萄供電就可使一個(gè)儀表工作，當(dāng)TI的工程師向我們成功演示這個(gè)例子時(shí)，在場的記者不禁發(fā)出驚嘆。這個(gè)儀表中采用了TI創(chuàng)新的超低功耗8位MCU——MSP430?！捌涑凸目墒挂粋€(gè)紐扣電池工作時(shí)間長達(dá)10年。”MSP430微處理器業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理崔勇向記者表示?！癕CU供應(yīng)商都稱自己的功耗低，通過這個(gè)演示大家可以看到MSP430的功耗低到什么程度?！?
MSP430在待機(jī)模式下耗電僅為0.8μA，RAM保持模式低至0.1μA，運(yùn)行時(shí)為250μA/MIPS，僅需1μS時(shí)鐘啟動(dòng)。它非常適合于智能傳感器、系統(tǒng)電源監(jiān)控器、智能數(shù)據(jù)采集等應(yīng)用。“今后18個(gè)月內(nèi)，TI會(huì)將MSP430擴(kuò)展到超過50款新型產(chǎn)品?！?/FONT>TI先進(jìn)嵌入控制事業(yè)部總經(jīng)理Rod Tratman透露。
家庭網(wǎng)關(guān)將支持三重播放
最快我們在今年就可看到家庭網(wǎng)關(guān)上能支持語音、數(shù)據(jù)以及視頻三重播放，并同時(shí)支持有線與無線VoIP業(yè)務(wù)?！凹彝ゾW(wǎng)關(guān)將是高度匯集的產(chǎn)品，它將集成DSL MODEM、路由器、WLAN、VOIP以及視頻處理器等多種功能?！?/FONT>TI小區(qū)網(wǎng)關(guān)及嵌入式系統(tǒng)市場總監(jiān)Dennis Rauschmayer表示?！凹彝ゾW(wǎng)關(guān)正在經(jīng)歷從純數(shù)據(jù)到集成式家庭網(wǎng)關(guān)的演進(jìn)?！彼赋?。
作為全球最大的家庭網(wǎng)關(guān)方案供應(yīng)商，TI單芯片網(wǎng)關(guān)方案AR7已售出超過3,000萬顆，其產(chǎn)品已被1億個(gè)DSL端口采用?，F(xiàn)在該公司更是推出了全新的針對集成式家庭網(wǎng)關(guān)的架構(gòu)——UR8。“UR8針對在家庭中實(shí)現(xiàn)固定移動(dòng)技術(shù)整合(FMC)的目標(biāo)，以及Uni-DSL標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)，使運(yùn)營商能夠以低成本方式部署所有ADSL與VDSL標(biāo)準(zhǔn)的各種高帶寬服務(wù)?！盧auschmayer說道。UR8不僅能支持最新的ADLS2/ADLS2+、VDSL、VDSL2等標(biāo)準(zhǔn)，更是能支持4個(gè)通道的有線和無線VoIP、還能通過集成的多媒體處理器支持對整個(gè)家庭高清電視(HDTV)和其他高級視頻服務(wù)的處理能力。
OEM與ODM廠商借助UR8平臺(tái)可設(shè)計(jì)出具備各種功能特性的家庭網(wǎng)關(guān)，如高級視頻服務(wù)和各種卓越的語音功能等。
未來5年模擬IC持續(xù)增長，電源產(chǎn)品一馬當(dāng)先
2004至2010年間全球模擬IC市場都會(huì)保持12%的年復(fù)合增長率，市場需求穩(wěn)定，其中尤以電源IC的需求量最大，從應(yīng)用領(lǐng)域來分則是通信市場對模擬IC的需求最大?！芭c數(shù)字IC相比，模擬IC的創(chuàng)新速度要慢得多，但是模擬IC的種類卻是成千上萬?！?/FONT>TI高性能模擬高級副總裁Gregg Lowe說道。TI采取兩條腿走路的策略，同時(shí)在垂直市場與標(biāo)準(zhǔn)市場發(fā)展高性能模擬IC，取得了不錯(cuò)的成績，在調(diào)研公司iSuppli的排名中，TI在2003和2004兩年都位于模擬IC供應(yīng)商的首位。
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Lowe：0.35um在模擬IC中是非常先進(jìn)的工藝，就比如0.065um對于數(shù)字IC一樣。 |
Lowe對兩個(gè)不同市場的特點(diǎn)進(jìn)行了說明。垂直市場是指單個(gè)需求量大的模擬器件市場，它的特點(diǎn)是客戶數(shù)量少、出貨量大、品種少，經(jīng)常以客戶定制的形式出現(xiàn)；而標(biāo)準(zhǔn)市場是指單個(gè)出貨量小但種類多的模擬器件，標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品種類多達(dá)15,000種，客戶超35,000家。TI先后收購了Burr Brown、Power Trends以及Uitrode等專業(yè)的模擬IC公司，成為產(chǎn)品線最齊全的模擬IC供應(yīng)商?！皹?biāo)準(zhǔn)模擬IC的另一個(gè)特點(diǎn)是產(chǎn)品的生命周期長，與數(shù)字IC每18個(gè)月更新的周期相比，標(biāo)準(zhǔn)模擬IC的工藝更新周期是15年至20年。比如現(xiàn)在0.35μm在模擬IC中是非常先進(jìn)的工藝，就比如0.065μm工藝對于數(shù)字IC一樣?！彼忉屨f。
不過，TI仍沒有停止過對模擬IC的創(chuàng)新：TI已在2005年開始量產(chǎn)0.35μm水平的混合信號(hào)產(chǎn)品，并正在進(jìn)行0.13μm和基于銅互連的模擬器件開發(fā)；對高速放大器實(shí)現(xiàn)了非常低的寄生電容；在模擬IC上率先實(shí)現(xiàn)了110V的高壓；模擬CMOS工藝實(shí)現(xiàn)極低的功耗等?！?/FONT>TI在2005年推出了創(chuàng)新的高速放大器THS4509和16位高精密數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器ADS1610，并且是數(shù)字電源市場的倡導(dǎo)者和領(lǐng)導(dǎo)者?！盠owe說道。
雖然業(yè)界對數(shù)字電源的前景仍有爭議，但Lowe預(yù)測2006年數(shù)字電源市場將達(dá)3億美元?！皵?shù)字電源最先會(huì)用在基站等系統(tǒng)設(shè)備和UPS中，使成本大大降低。比如對于UPS，傳統(tǒng)電源需要1700種元件，而數(shù)字電源僅需1100種元件，成本可下降17美元。對于基站電源也可節(jié)省6~8美元?！彼e例說道。數(shù)字電源能充分利用TI在模擬電源管理和數(shù)字信號(hào)處理兩個(gè)領(lǐng)域的綜合技能?！?/FONT>TI的數(shù)字電源PWM周期為150皮秒，比市場上現(xiàn)有的產(chǎn)品快20倍?！彼f。
除數(shù)字電源外，TI即將展現(xiàn)在我們面前的創(chuàng)新產(chǎn)品還有筆記本電源管理IC，將使運(yùn)行功耗從目前的75W降低至19W，待機(jī)功耗低至100mw。
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