芯片電感將顛覆傳統(tǒng)電路的使用
工程師們經(jīng)常面對的問題是,在試圖縮減芯片電感器尺寸的同時,還得保持其電感與性能。LiweiLin表示這些困難主要來自于「基本科學以及工程實踐約束」所造成的限制。
芯片電感器技術(shù)并未發(fā)生像電晶體技術(shù)一樣的進展電晶體技術(shù)在過去40年來一直遵循摩爾定律。電感器在電路上算是一款被動元件被歸類于“越摩爾定律”的領(lǐng)域,因此整合的是不會因摩爾定律而微縮的RF與MEMS等非數(shù)位化功能。
芯片電感器架構(gòu)需要較大的面積,因為在其金屬走線之間需要的長度、匝數(shù)、厚度與空間,以實現(xiàn)適當?shù)碾姼信c性能。然而,對于要求較大的面積則可能會因為在旋轉(zhuǎn)線圈和半導(dǎo)體基板之間產(chǎn)生寄生效應(yīng)而造成電感損失。
因此,電感器在微型化時須添加磁性材料,但在這方面也帶來其他的技術(shù)限制,例如制程方案、相容于標準制程,以及材料的穩(wěn)定度,LiweiLin說,磁性材料在磁導(dǎo)率和頻率響應(yīng)方面存在一些限制。
新的電感器制造技術(shù)采用絕緣的奈米復(fù)合磁性物質(zhì)作為填充材料來減少芯片電感器尺寸,以及提達80%的電感,從而使芯片電感器縮減至少50%。此外,LiweiLin強調(diào),它還具有使作業(yè)頻率范圍從GHz擴展至10GHz的潛力。
他預(yù)計電感器技術(shù)的這些進展可望在未來3-5年內(nèi)落實應(yīng)用于芯片制程中。
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