Jeff Marsh把自己看作一名“戲法大師”。他是德州儀器(TI)的DLP?產(chǎn)品工程設(shè)計經(jīng)理,監(jiān)督檢查DLP芯片制作的每一步。
“我要同時應(yīng)對很多獨特的挑戰(zhàn),”Jeff說,“不過在TI工作了20年后,我現(xiàn)在做的還算得心應(yīng)手。”
“得心應(yīng)手”也許還是一個謙虛的說法。
自從Larry Hornbeck博士在1987年發(fā)明第一塊DLP芯片以來,新版本的DLP半導(dǎo)體芯片已經(jīng)實現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用。數(shù)字微鏡器件(DMD)的發(fā)明本身徹底改變了電影業(yè),為Hornbeck博士贏得了學(xué)院獎*,以獎勵他所發(fā)明的、用于TI DLP Cinema? 投影中的DMD。
DLP技術(shù)還實現(xiàn)了今天的工業(yè)用高速3D打印機和手持式近紅外(NIR)光譜分析儀,推動了汽車行業(yè)中抬頭顯示(HUD)解決方案的發(fā)展,并且打開了諸如頭部安裝或可穿戴顯示等方面的小型尺寸應(yīng)用。
這些產(chǎn)品應(yīng)用的核心是DMD,它覆蓋著數(shù)百萬個控制和反射光線的微鏡的微型芯片。
芯片化,還是非芯片化?
從頭開始創(chuàng)造一款全新的DLP芯片是一個持續(xù)改良和創(chuàng)新的過程,而源頭則是一個核心問題:它是為了什么樣的商業(yè)需求而服務(wù)?
“設(shè)備廠商熱衷于把DLP芯片集成到所有設(shè)備中——從超級移動顯示到高分辨率紫外線(UV)3D打印機,因而我們對于客戶需要的了解就變得十分重要,”Jeff說,“我們必須知道產(chǎn)品需要能夠?qū)崿F(xiàn)哪些功能,以及為了滿足這些要求我們的芯片設(shè)計人員和工程師們必須將哪些特性包含在他們的產(chǎn)品中。”
就像一個復(fù)雜拼圖一樣,在能夠設(shè)計出一個可行芯片并最終批量生產(chǎn)之前,有一些特性必須先確定,比如尺寸、成本和分辨率。
芯片制造的“秘密武器”
也許,正是我們制造芯片的方式讓我們的DLP芯片如此特別并帶有極深的TI印記。正如Jeff輕松證實的那樣,這是半導(dǎo)體工程設(shè)計領(lǐng)域內(nèi)的獨門秘笈。
“我經(jīng)常會被問‘你到底是如何將這些微鏡放置在這個器件上的?’”他說,“有些人也許認(rèn)為我們用鑷子將它們機械地組裝在器件上,或者在顯微鏡的幫助下使用一個機器人進行組裝——但不好意思,完全不是。”
所有DLP芯片最初都是從一個標(biāo)準(zhǔn)互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)晶圓開始。這些晶圓組成了存儲單元陣列,它們將最終決定微鏡如何以及何時傾斜。
之后才是獨家“魔法”——“我們在存儲單元上搭建了一個結(jié)構(gòu),不過我們的搭建方式是使用一系列的金屬鍍膜、蝕刻和光刻,以搭建一個3D微鏡陣列,”Jeff說,“所以,雖然我們使用的是標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體設(shè)備和處理工藝,我們的操作方式卻要優(yōu)于傳統(tǒng)使用方法,從而讓我們得以與眾不同。”
芯片制造的旅途仍在繼續(xù)
在經(jīng)歷了漫長的開發(fā)、設(shè)計和測試之旅后,下一步就到了生產(chǎn)制造。但這并不是終點。Jeff說,他和他的團隊仍然保持著活力,幫助客戶解決全新DLP芯片使用過程中有可能遇到的挑戰(zhàn)或難題。
“我們在組裝期間始終監(jiān)視性能,并且監(jiān)視產(chǎn)量,以確保我們將客戶需要的產(chǎn)品交付到他們手中。”Jeff表示。
此外,不論是更低功耗、更高亮度、提高的分辨率,還是更小封裝,推動創(chuàng)新,所有這些以創(chuàng)造出更新DLP芯片、滿足客戶的新需要,尋找全新潛在應(yīng)用為目的的過程將永不停歇。
*Larry HornBeck博士在2014年被授予科學(xué)與技術(shù)學(xué)院功績獎?(奧斯卡?小金人),以表彰他發(fā)明的,用于DLP Cinema? 投影領(lǐng)域的數(shù)字微鏡器件 (DMD) 技術(shù)。
審核編輯:何安
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