如今，一顆芯片可以集成數(shù)十億個(gè)晶體管，晶體管排列越緊密，所需的工藝節(jié)點(diǎn)就越小，某些制造工藝已經(jīng)達(dá)到 5 納米甚至更小的節(jié)點(diǎn)。

而實(shí)際上，在我們?nèi)粘Ｊ褂玫拇蟛糠?a href="http://www.1cnz.cn/analog/" target="_blank">模擬和嵌入式電子設(shè)備中，普遍采用 45 納米至 130 納米的工藝節(jié)點(diǎn)。

德州儀器模擬信號鏈業(yè)務(wù)部高級副總裁 Hagop Kozanian 表示：“無論是汽車、工業(yè)應(yīng)用，還是筆記本電腦和手機(jī)的電路板，幾乎在每一個(gè)電子系統(tǒng)中，都有半導(dǎo)體的應(yīng)用；但其中大部分并沒有也不需要采用較小的節(jié)點(diǎn)尺寸，在大多數(shù)設(shè)計(jì)中，采用 45 納米及以上的工藝節(jié)點(diǎn)已經(jīng)能讓半導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)出色的性能。對于許多模擬器件設(shè)計(jì)而言，一味地縮減尺寸不僅會降低性能，還會增加成本。”

工欲善其事，必先利其器

模擬信號鏈和電源產(chǎn)品的節(jié)點(diǎn)尺寸并非越小越好，相反，推出一款優(yōu)質(zhì)的器件，需要根據(jù)其特定的需求來確定合適的設(shè)計(jì)和制造的方法、工藝。

正如 Hagop 所言：“在半導(dǎo)體行業(yè)中，為了滿足多樣化的應(yīng)用需求，我們需要各種專用芯片。就大部分應(yīng)用場景而言，芯片的節(jié)點(diǎn)尺寸并非最關(guān)鍵的因素。我們在 45 納米至 130 納米工藝技術(shù)上的投入，能夠助力我們實(shí)現(xiàn)高壓條件下的高精度性能，從而提高雷達(dá)系統(tǒng)等應(yīng)用中的表現(xiàn)，并讓高性能服務(wù)器能夠承載更多電力。”

電壓與節(jié)點(diǎn)尺寸之間的關(guān)系比較復(fù)雜。采用較小節(jié)點(diǎn)尺寸的芯片，運(yùn)行時(shí)所需電壓很小，通常僅為數(shù)年前同類芯片運(yùn)行很小一部分。然而，在模擬傳感器器件中，電壓越低意味著需要更多的硬件來進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換，這可能會導(dǎo)致誤差和延遲。

德州儀器先進(jìn)技術(shù)開發(fā)副總裁 Sameer Pendharkar 表示：“在一些工業(yè)和汽車應(yīng)用中，我們實(shí)際上傾向使用更大尺寸的工藝節(jié)點(diǎn)，來更好地支持電壓高一點(diǎn)的器件。這類器件可以更好地實(shí)現(xiàn)高效供電，同時(shí)減少銅線的用量。”

德州儀器能夠?qū)崿F(xiàn)具有數(shù)字信號處理功能和無線功能的全集成微控制器，正是得益于在 45 納米先進(jìn)節(jié)點(diǎn)制造技術(shù)的投資，尤其是針對以上三種產(chǎn)品的投入。

“我們會根據(jù)產(chǎn)品特性有針對性地來優(yōu)化工藝節(jié)點(diǎn)，在一個(gè)典型的德州儀器的微控制器、無線連接和雷達(dá)器件上，經(jīng)過模擬和射頻優(yōu)化的晶體管占據(jù)芯片面積的 60% 以上。在工藝節(jié)點(diǎn)數(shù)字晶體管尺寸縮小的時(shí)候，這些晶體管并不會隨之縮小，因此更小的工藝節(jié)點(diǎn)不會帶來任何顯著優(yōu)勢。” 德州儀器嵌入式處理業(yè)務(wù)部高級副總裁 Amichai Ron 說，“這對于客戶而言，在沒有提升產(chǎn)品性能的前提下，卻讓成本增加了。”

做有意義的投資

要在 45 納米至 130 納米工藝節(jié)點(diǎn)領(lǐng)域保持領(lǐng)先地位，需要開發(fā)和掌握為德州儀器產(chǎn)品量身定制的工藝技術(shù)，同時(shí)還要確保在客戶需要時(shí)提供充足的產(chǎn)能。

Amichai 表示：“在汽車和工業(yè)等行業(yè)，客戶需要我們的產(chǎn)品可以使用數(shù)十年，而非僅僅幾年。德州儀器對于工藝配方、工藝流程和制造工廠的投資，能確保我們在未來多年內(nèi)都能為客戶提供穩(wěn)定的基礎(chǔ)半導(dǎo)體芯片供應(yīng)。”

德州儀器是目前為數(shù)不多的在 45 納米至 130 納米工藝節(jié)點(diǎn)擴(kuò)大 12 英寸晶圓投資的半導(dǎo)體公司之一，也是僅有的能夠自主支持從設(shè)計(jì)到交付的全產(chǎn)品生命周期的公司。我們的投資包括：

增加 12 英寸晶圓產(chǎn)能：芯片的生產(chǎn)是先基于大型硅晶圓制成電路，然后切割成單個(gè)芯片后封裝，然后進(jìn)行包裝。德州儀器近期投資的七座 12 英寸新晶圓制造廠將為產(chǎn)能提供規(guī)模、效率和品質(zhì)的保障，可以支持未來幾十年內(nèi)半導(dǎo)體在電子設(shè)備中的持續(xù)增長。12 英寸晶圓是當(dāng)前業(yè)內(nèi)最大且最先進(jìn)的晶圓尺寸，其產(chǎn)出的芯片數(shù)量是 8 英寸晶圓的兩倍以上。因此，12 英寸晶圓產(chǎn)能的增加意味著可以在減少每顆芯片在制造過程中消耗的能源和水資源，降低成本和減少總體廢棄物的同時(shí)，讓產(chǎn)量更高。

持續(xù)優(yōu)化工藝技術(shù)：加大對 12 英寸晶圓制造的投資與致力于掌握自有工藝技術(shù)相輔相成。德州儀器針對 45 納米至 130 納米工藝節(jié)點(diǎn)研發(fā)的方案是量身定制的，它可以讓我們持續(xù)創(chuàng)新的產(chǎn)品擁有性能更高、功率密度更佳、功耗更低、尺寸更小等諸多優(yōu)勢，始終具有較高的性價(jià)比。

提升封裝測試能力：德州儀器還在全球范圍內(nèi)擁有并運(yùn)營多個(gè)封裝測試廠，這為我們帶來了地域多樣性的優(yōu)勢，并能更好地控制供應(yīng)鏈。我們致力于加大投資，提升封裝測試的產(chǎn)能和能力，同時(shí)在多個(gè)工廠提高制造流程的利用率，為客戶提供可靠的供應(yīng)。

新一代芯片封裝：與多數(shù)半導(dǎo)體公司不同，德州儀器并不會將所有制造的晶圓都發(fā)往第三方或外部代工廠（OSAT）進(jìn)行封裝，而是大部分由自有工廠封裝。我們擁有數(shù)千種標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)的封裝規(guī)格，并且都針對所需尺寸、易用性和性能進(jìn)行了優(yōu)化。

Sameer 表示：“這些投資確保了德州儀器自主供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性，并為我們的產(chǎn)品提供了合適的技術(shù)。隨著市場需求增長，我們也做好了準(zhǔn)備，邁向更小的幾何尺寸。”

保障穩(wěn)定供應(yīng)以應(yīng)對行業(yè)蓬勃發(fā)展

德州儀器正加大投資力度，計(jì)劃于 2030 年實(shí)現(xiàn) 90% 以上的晶圓制造和封裝測試業(yè)務(wù)自有化。通過擁有和運(yùn)營自有制造設(shè)施，我們能夠更好地控制供應(yīng)鏈，為全球客戶提供更可靠的供應(yīng)保障。

“這一針對基礎(chǔ)半導(dǎo)體的制造創(chuàng)新和精準(zhǔn)投資的策略和承諾，對我們至關(guān)重要。特別是在滿足合適的成本、性能、功率、精度和電壓的基礎(chǔ)上，這讓我們能提供更加廣泛的創(chuàng)新產(chǎn)品組合。” Sameer 說到。

審核編輯：劉清