無線SOC設(shè)計 90納米及65納米需求攀升

      包括3G手機(jī)在內(nèi)的各種新興電子產(chǎn)品，已加快系統(tǒng)單芯片（SoC）的需求。臺灣聯(lián)電（UMC）透過與EDA、IP等業(yè)者的合作，已在尖端90納米及65納米制程方面，協(xié)助客戶快速進(jìn)入量產(chǎn)。
      由FSA主辦的“Wireless SoC Design”無線系統(tǒng)單芯片設(shè)計論壇，邀請聯(lián)電美國分公司負(fù)責(zé)系統(tǒng)及架構(gòu)支持的首席工程師（Chief Engineer）王克中（KC Wang）博士及Cadence負(fù)責(zé)模擬混合訊號及射頻（AMS/RF）設(shè)計方法錦囊妙計的技術(shù)市場總監(jiān)Robert A. Mullen，分享無線系統(tǒng)單芯片的市場應(yīng)用情形。

技術(shù)成熟，需求升溫
      聯(lián)電美國分公司負(fù)責(zé)系統(tǒng)及架構(gòu)支持的首席工程師王克中博士表示，聯(lián)電的制程技術(shù)，在90納米方面，是第一個交貨給客戶的晶圓廠。目前產(chǎn)品種類已經(jīng)超過30種，包括5項RF產(chǎn)品在內(nèi)。90納米總出貨量方面，換算成8吋晶圓，已經(jīng)超過50萬片，產(chǎn)能來自兩個12吋廠及一個8吋廠。在65納米方面，聯(lián)電也是第一個交貨給65納米客戶的晶圓廠。目前已經(jīng)進(jìn)入量產(chǎn)階段，簽約客戶已有9家，完成設(shè)計Tape Out的產(chǎn)品有10個。
      繞著地球跑，支持Cadence全球客戶有關(guān)模擬混合訊號及射頻（AMS/RF）設(shè)計方法錦囊妙計（Design Methodology Kits）的Cadence公司技術(shù)市場總監(jiān)Robert A. Mullen，累積了許多與客戶面對面的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗。他表示，在無線設(shè)計流程中，最重要的幾個關(guān)鍵包括：“環(huán)環(huán)相扣的設(shè)計流程”、“組件設(shè)計及線路布局都經(jīng)過測試的RFIC PDK（Process Design Kit）”、“RFIC模擬及驗證工具”、“RLCK擷取器”及“被動組件模型（Passive Modeling）與EM模擬”等。
其中，“環(huán)環(huán)相扣的設(shè)計流程”包括從系統(tǒng)到IC，以及從IC到模塊的各個設(shè)計環(huán)節(jié)。而“RLCK擷取器”則用來更精確地預(yù)測芯片的頻率與設(shè)計效能。
      Robert A. Mullen指出，Cadence的無線設(shè)計方法錦囊妙計，將陸續(xù)有新的方案推出，除了目前的AMS/RF Kit、RF-Sip Kit、ARM Verification Kit外，2007年還將陸續(xù)推出Low-Power Kit、無線SOC Verification Kit及SiP Kit等。
      談到市場，王克中指出，由于整合多項尖端技術(shù)的3G手機(jī)等應(yīng)用普及，使得客戶對系統(tǒng)單芯片（SOC）的需求快速升溫。以晶圓廠來說，提供完整的SOC解決方案，必須掌握的關(guān)鍵要素，除了一流的晶圓廠制造流程及良率績效外，還要具備系統(tǒng)架構(gòu)知識，并提供SOC制程平臺，IP及設(shè)計方法論等。
      Robert A. Mullen也表示，目前Cadence在RFIC領(lǐng)域，已經(jīng)支持許多國際級的重要客戶。其中，位于希臘的Helic公司，成功開發(fā)WLAN 802.11b，把RF收發(fā)器（transceiver）及模擬基頻（analog baseband）完全整合。

伙伴締盟，共挑大梁
      制程越走越尖端，任務(wù)的挑戰(zhàn)度也越來越高，各種締盟的策略伙伴關(guān)系，更見積極。針對無線通訊這個熱門的產(chǎn)品領(lǐng)域，王克中博士表示，聯(lián)電除了定義并提供各種制程技術(shù)外，透過與ARM合作，提供各種經(jīng)過制程驗證的IP。
      與EDA業(yè)者的合作方面，聯(lián)電與Cadence合作，提供許多經(jīng)過EDA工具與設(shè)計流程驗證過的設(shè)計案例，給客戶參考。此外，在設(shè)計服務(wù)及封裝測試方面，聯(lián)電則分別與智原及硅品有密切合作。

綿密服務(wù)，降低風(fēng)險
      協(xié)助客戶以最快、最具成本效率的方式，快速實(shí)現(xiàn)設(shè)計并推出新產(chǎn)品面市，不但是站在支持端的IP／EDA業(yè)者、晶圓廠、設(shè)計服務(wù)及封裝測試等廠商的任務(wù)，同時也是核心競爭力所在。
      聯(lián)電除了提供0.13微米、90納米及65納米成熟的制程技術(shù)外，完整的SOC制程平臺還整合了混合訊號制程、RF制程、高壓制程、嵌入式內(nèi)存及CMOS影像傳感器（CMOS Image Sensor， CIS）等。
      王克中博士表示，聯(lián)電SOC邏輯制程平臺（Logic Process Platform）中，又分“混合訊號及RF”、“嵌入式內(nèi)存”、“CMOS影像傳感器（CIS）”及“高壓”等四大制程模塊。
      “混合訊號及RF”制程常應(yīng)用于制造消費(fèi)性電子產(chǎn)品，包括ADSL STB、Cable Modem、無線通訊產(chǎn)品、家庭RF及藍(lán)芽等產(chǎn)品等。“嵌入式內(nèi)存”制程則適合用于MPU、DSP、影像、網(wǎng)絡(luò)、3G手機(jī)、芯片組、PGA及SRAM等相關(guān)IC?！坝跋駛鞲衅鳌敝瞥坛Ｓ糜谑謾C(jī)照相機(jī)、數(shù)位相機(jī)、PC相機(jī)、監(jiān)視器、汽車、及醫(yī)學(xué)相關(guān)IC?！案邏骸敝瞥虅t普遍用于電源管理IC、低溫多晶硅（LTPS）、TFT LCD、PDP及OLED驅(qū)動IC、DC-DC轉(zhuǎn)換器等。
      為了協(xié)助客戶更容易使用該公司提供的晶圓專工設(shè)計套件（FDK），以最短的時間找到合適的電感器及電容器，聯(lián)電還提供客戶虛擬的電感器與電容器數(shù)據(jù)庫（Virtual Inductor & Capacitor Libraries），讓客戶可以透過最佳電感搜尋器（OIF）及最佳電容搜尋器（OCF），提高設(shè)計效率。

克服技術(shù)難關(guān)
      隨著制程技術(shù)不斷微縮，線寬越來越細(xì)，布局繞線的挑戰(zhàn)也越來越艱巨?？缛胂冗M(jìn)制程后，許多布局繞線的結(jié)果常產(chǎn)生大量漏電的問題。王克中博士舉了個0.13微米邏輯制程的實(shí)驗個案為例，證明聯(lián)電技術(shù)團(tuán)隊已克服這個問題，并可大幅改善漏電的情形。該實(shí)驗是一個百萬閘級的復(fù)雜IC，頻率速度為333Mhz，采聯(lián)電0.13微米1P8M制程，有效地降低了83%d的漏電情形。
      可制造的IC設(shè)計（Design for Manufacturing， DFM）技術(shù)，也是伴隨尖端制程而來的重大課題。如果不能符合晶圓廠的制程特性，再精巧先進(jìn)的IC設(shè)計，如果制造不出來，也是枉然。為了避免這項困擾，聯(lián)電提供一套名為DFM-Aware 的設(shè)計流程（DFM-Aware Design Flow），協(xié)助客戶及早克服可制造性的問題。首先是“DFM-Aware數(shù)據(jù)庫”，提供各種IP，SPICE電路模型及技術(shù)文件；其次是Tape Out前的“DFM模擬”及Tape Out后的“PSM， OPC， LRC”等光罩資料的準(zhǔn)備。最后則是整合了微影及硅制程等諸多制程條件的“DFM-Aware模型及規(guī)范”，協(xié)助客戶掌握DFM的關(guān)鍵。[!--empirenews.page--]

數(shù)字SoC未來看好
      Robert A. Mullen指出，RFIC走向尖端制程，最主要的三大訴求包括降低成本、降低功率消耗，以及追求更好的SoC整合。這在傳統(tǒng)的模擬RF線路設(shè)計方法中，卻存在著很大的挑戰(zhàn)，以致于總是無法達(dá)到很好的產(chǎn)品性能。如今，透過更簡化的模擬線路加上更有創(chuàng)意的數(shù)字設(shè)計，已經(jīng)可以達(dá)到過去多年以來無法達(dá)成的夢想。
      Robert A. Mullen拿出一個采0.18-0.13微米制程的“模擬”直接轉(zhuǎn)換接收器，以及采90納米低功率制程的“數(shù)字”RF處理器的線路圖做比較。前者繁復(fù)的設(shè)計，被后者簡單的幾個混合訊號處理器、A/D及數(shù)字基頻芯片（Digital Base Band）架構(gòu)，就輕松地比了下去。
      針對數(shù)字SoC未來的看法，Robert A. Mullen舉Prismark一份有關(guān)無線技術(shù)的報告資料指出，2004年無線IC的制程還以0.18微米CMOS為主，模擬RF仍多于數(shù)字；2006年制程以0.13微米CMOS為主，數(shù)字線路持續(xù)增加，并首度超越模擬RF的線路；2008年時，無線IC的制程技術(shù)將以90納米CMOS為主，并有90%的數(shù)位線路。