嵌入式閃存使“智能”汽車(chē)接口應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)

在SoC設(shè)計(jì)中，對(duì)共存元件特別是非易失存儲(chǔ)器進(jìn)行排列，可不是一件容易的事情，因?yàn)橛袕?fù)雜度要求，就會(huì)有潛在成本的上升。其決竅就是在確保最終IC仍能提供有成本效益的取代方案的同時(shí)對(duì)各種元件加以集成。

現(xiàn)代汽車(chē)中日益增加的汽車(chē)電子元件已對(duì)汽車(chē)的空間和重量提出了挑戰(zhàn)。并且，在汽車(chē)電子集成的過(guò)程中，當(dāng)重量的問(wèn)題通過(guò)使線束合理化得以改進(jìn)后，空間的限制仍然為主要的關(guān)注點(diǎn)。

因此，對(duì)于關(guān)注節(jié)省空間的工程師們來(lái)說(shuō)，所采用的潛在的半導(dǎo)體技術(shù)集成水平就顯得從未有過(guò)的重要。無(wú)論怎樣，通過(guò)集成電路對(duì)元件進(jìn)行替換，最新技術(shù)有助于使元件數(shù)量趨于合理，而增加IC的“智能”性也能進(jìn)一步改進(jìn)集成的功效。

實(shí)現(xiàn)這一高水平集成的關(guān)鍵在于混合信號(hào)半導(dǎo)體技術(shù)。利用該技術(shù)可進(jìn)行這樣一種開(kāi)發(fā)應(yīng)用：將模擬和數(shù)字元件及一些高壓三極管結(jié)合到一個(gè)單芯片當(dāng)中。顯而易見(jiàn)，這一使得應(yīng)用面板上的元件數(shù)量降低到一個(gè)單一封裝器件的能力，為節(jié)約大量空間提供了可能。

當(dāng)今的半導(dǎo)體技術(shù)如果也能為嵌入一顆微控制器及非易失存儲(chǔ)器提供可能，集成元件就能為工程師們提供一種快捷并可進(jìn)行本地控制和應(yīng)用管理的方法，該應(yīng)用管理的范圍囊括傳感器接口方案及電機(jī)驅(qū)動(dòng)器所需的機(jī)電執(zhí)行裝置方案，這在現(xiàn)代汽車(chē)中正日益普及。這一工藝對(duì)系統(tǒng)級(jí)芯片元件和諸如智能傳感器接口之類(lèi)器件的應(yīng)用提供了可能。

更優(yōu)成本

你可以想象，對(duì)各種不同的共存元件進(jìn)行安排，特別是還要產(chǎn)生必要的NVM可不是一件容易的事。因?yàn)橛袕?fù)雜度要求，就會(huì)有潛在成本的上升。因此其決竅就是在確保最終IC仍能提供有成效的取代方案的同時(shí)對(duì)各種元件加以集成。

要做到這一點(diǎn)，最重要的是查看應(yīng)用結(jié)構(gòu)并對(duì)每個(gè)功能塊的規(guī)格進(jìn)行預(yù)估。例如在大多數(shù)應(yīng)用中，NVM的復(fù)雜技術(shù)可能有助于使整個(gè)芯片的面積減少三分之一。對(duì)諸如16或32閃存與8kB的電可擦除只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)之類(lèi)的應(yīng)用更可見(jiàn)其優(yōu)勢(shì)。

尤其需要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是：設(shè)計(jì)中NVM元件不可與其它如引擎控制單元(ECU)或BCU車(chē)身控制單元(BCU)混合使用。通過(guò)這種方式，工藝成本可降低，元件面積的三分之二都不需要采用復(fù)雜的NVM工藝，并且半導(dǎo)體制作過(guò)程中所需的價(jià)格不菲的光刻掩膜的成本也會(huì)降至最低點(diǎn)。

另一種將兩種工藝集成在同一塊芯片的取代方法是以?xún)煞N不同的半導(dǎo)體工藝將兩種獨(dú)立的芯片集成在一起。例如將從不同的生產(chǎn)線獲得的兩種裸片結(jié)合到同一塑料封裝中，就使現(xiàn)有制造工藝的能力得以利用。這里的問(wèn)題是：在所采用的裝配流程中，是選擇堆疊式或是選擇并列工藝？因?yàn)閮煞N工藝各有其利弊。

堆棧裸片工藝固然穩(wěn)定，但也會(huì)出現(xiàn)因消費(fèi)者現(xiàn)場(chǎng)失誤造成的不利：由于一個(gè)裸片會(huì)掩蓋問(wèn)題并對(duì)問(wèn)題的分析造成阻礙，因而很難對(duì)出現(xiàn)故障的器件進(jìn)行分析。另一方面，采用并列技術(shù)需要對(duì)定制壓焊墊進(jìn)行定位，以有效地在兩個(gè)芯片之間進(jìn)行綁定。絕大部分應(yīng)用所采用的首選方案均需要一個(gè)具有嵌入式閃存的標(biāo)準(zhǔn)微控制器，這種內(nèi)部綁定的應(yīng)用具有重大實(shí)際限制。

這就是此前所提到過(guò)的，AMI半導(dǎo)體已開(kāi)發(fā)了用于嵌入式閃存的自有方案，即大家所知的HiMOS。這種技術(shù)基于一種簡(jiǎn)化的方法，僅僅在基礎(chǔ)半導(dǎo)體工藝的制作過(guò)程中增加了幾個(gè)步驟而已。由于額外制作步驟的數(shù)量減少了，HiMOS工藝是嵌入式非易失存儲(chǔ)器的成本降低到可以集成到一個(gè)單芯片之中。

通過(guò)HiMO NVM技術(shù)與公司建立的I3T80智能電源技術(shù)的集成，已能在單個(gè)芯片中提供0.35 μm CMOS混合信號(hào)及80V高壓的能力，使得完全集成的SoC方案得以發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了成本和空間的顯著降低及性能的提升。特別是包含閃存工藝只需要對(duì)I3T80基礎(chǔ)工藝掩膜組增加三個(gè)光罩層。對(duì)于一個(gè)嵌入式閃存的單個(gè)芯片，它只占該芯片總體積三分之一；掩膜層數(shù)量越少，HiMOS方案的單元密度就越低，從而使整個(gè)替代技術(shù)的凈成本降低15%。

未來(lái)之路

最后，除了節(jié)省空間之外，具有高壓能力的嵌入式閃存技術(shù)的一個(gè)更大的優(yōu)勢(shì)在于元件的長(zhǎng)期供應(yīng)。例如，在汽車(chē)與工業(yè)應(yīng)用中，產(chǎn)品的壽命周期能達(dá)10年或更多。將閃存嵌入IC可以防止出現(xiàn)技術(shù)生命終結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)，并且由于逐步淘汰當(dāng)前工藝而采用新的工藝，需要對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行定期檢驗(yàn)，這是采用分立式NVM或閃存微控制器時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題。