各公司相互利用对方的经验,迎接新技术的挑战 Tektronix公司Marc Brenner著
---- 现今竞争激烈的电子市场要求各公司以前所未有的更快和更灵活的方式不断开发新产品。然而,大部分开发的基础技术——标准的双极硅器件,就要接近更高性能产品应用的极限了。因为测试和测量业必须比现行技术走先一步,测试和测量公司必然要比其他电子业提早几年注视到硅以后的技术。
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---- 然而,测试和测量仪器公司并不从事新IC技术的开发。虽然某些公司已开发了专用的半导体工艺,但是市场定位正在走向专业化。各公司正在组成伙伴关系互相利用对方的核心技术和经验,创建新产品开发的合作环境。这正是IBM和Tektronix利用硅锗(SiGe)技术开发成功了全球最快的实时示波器的原因。 ---- 计算机和通信的融合对数据带宽的需求进行了重新定义,要有新的高性能测试和测量仪器与之相适应。这种要求工程师们已经触摸到了,不管他们是设计半导体、计算机系统或通信应用,都在想方设法满足日益增长的信号速率问题。
| 图:基于IBM公司的SiGe技术的芯片使Tektronix的TDS7404示波器达到4GHz带宽和20GS/s的实时取样率。
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爆炸性的速率增长
---- 存储器系统时钟现在达到226MHz DDRAM和400MHz Rambus的速率。上升时间大约150ps,时钟抖动低于50ps峰峰值,才能维持设计所需的定时裕量。背板设计通过差分电方法过渡到串行结构,例如光纤通道,以及运行在几兆位的速率。 ---- 在数据通信中,OC-48/STM16和其他1~2.5Gb/s数据流在局域网和公用网中传输,给测试设备制造商带来重大的挑战,测试设备制造商必须紧跟这些爆炸性增长的速率和电子学工业的增长速度的步伐。 ---- 标准的双极硅工艺在满足性能增长的需求时,已无能力再去应付这些紧迫的任务。CMOS工艺接近到容量的极限,通过缩小几何尺寸来获得重大性改进所留下的余地也不多了。 扩大硅工艺的前景
----五年前IBM已经开发新的SiGe IC工艺,用于填补迅速扩大的市场要求与双极硅工艺能力日益减少的差距。SiGe在显著提高速度时不要求全新的制造设备。 ---- SiGe工艺采用锗对硅进行掺杂,然后利用现有的CMOS生产设备制造晶片。因此它用节约成本来平衡标准Si生产过程和能力的巨大投资。 ---- SiGe为测试和测量业带来了许多好处。首先,SiGe能够比双极Si以高得多的速度实现精确的性能,而没有大的缺点。它在仪器应用的微波波段中具有潜在优异性能,事实上,它用0.5μm工艺很容易达到几百兆赫带宽。 ---- 其次,SiGe能够维持测试和测量设备所需的较高的集成度。而且它还节约成本,因为它利用了生产Si工艺的大量基础设施。最后,SiGe工艺在相似功率水平下比双极Si工艺能提供高得多的速度和低的噪声特性。 下一代产品的挑战
----Tektronix将SiGe技术应用到 TDS7404的预放大和跟踪/保持采集功能中。过去,这些重要部件被看作是实现现有高质量A/D转换器完整功能的瓶颈(这些转换器是为示波器开发的)。利用SiGe工艺可极大地提高性能,带宽增加33%,实时取样率增加一倍。 ---- SiGe支持高的集成度,使示波器具有牢靠的完善性能的前端和良好的信号完整性。此外,设计小组能够维持先前的放大器设计的低噪声水平,而显著增加带宽。在检测今天的低压逻辑系列和海量存储系统设计时,带宽是重要的因素.
来源:今日电子 作者:Tektronix公司Marc Brenner 2006/9/25 22:06:00