节省电路板空间　PMIC整合音讯芯片 - 电池续航力不够？让我们一起创新PMIC设计技术吧！

　　节省电路板空间　PMIC整合音讯芯片

　　OEM也面临节省电路板空间的压力，他们必须释放出更多的面积以容纳新功能，同时还要维持装置的轻薄短小并降低成本。针对这些目标，叁维（3D）封装或是晶片堆叠技术的使用能产生优势。一般而言，晶片堆叠是利用低密度接线或銲锡凸块连接不同堆叠层。业界在单一封装中整合或堆叠完全可配置PMIC及低功耗音讯编解码晶片（Audio CODEC），在单晶片上整合超过四十个不同高低电压的电路及类比功能，大幅节省电路板空间及成本。

　　不只节省空间，业界音讯编解码晶片还能为消费装置提供理想的音讯效能。藉由在数位讯号处理器（DSP）内整合先进回音消除软体，音讯编解码晶片能过滤背景杂音并增加声音清晰度，如此一来，即使是在吵杂的环境中也能提供丰富、低频及高清晰的频率。

　　除晶片堆叠技术外，未来业界将看见其他节省电路板空间新技术。其中一种技术是3D整合，是透过直通硅晶穿孔（Through-Silicon Via， TSV）连接不同电路层，TSV较为密集且能提供更强大的连接能力，可以跨越更多层并节省更多电力。3D整合一开始是被用来封装高速记忆体及SoC，用来为绘图功能提供更优异的频宽，而它现在绝对是未来值得被好好观察的领域。

　　轻薄特色恐引发高漏电流

　　行动装置尺寸愈趋轻薄短小，但却装入比以往更多功能。更细小的元件尺寸可能会引发高漏电流的危险性，这是短通道效应及不同的掺杂水平所致，而这最终会让产业无法朝更小的尺寸迈进。

　　此外，新堆叠材料的出现例如高介电常数金属闸极（HKMG），以及鳍式场效电晶体（FinFET）此类完全空乏型电晶体（Fully Depleted Transistor）。现在的FinFET是3D结构，在平面基板上升起，相较于同样面积的平面闸，FinFET可以提供更大的容量。通道周围的闸门能提供优秀的通路控制，如此一来，当元件处于断开状态时，能通过主体的漏电流就微乎其微。这让低临界电压值的使用可行，以实现最佳切换速度及功率。

　　还有许多其他有潜力的技术蓝图。例如，戴乐格（Dialog）与台积电共同合作最先进的0.13微米（μm）Bipolar-CMOS- DMOS（BCD）技术，用于在小型单晶片电源管理晶片中整合先进逻辑、类比及高电压元件，以支援下世代的智慧型手机、平板电脑及Ultrabook。

　　BCD製程技术代表驱动半导体产业各领域，包括应用端、设计及製程持续前进的创新力量。此技术在同一片晶圆上结合类比Bipolar（B）元件、互补金属氧化物半导体（CMOS）以及双重扩散金属氧化物半导体（Double Diffused Metal Oxide Semiconductors， DMOS）。系统设计师採用此技术，减少功率损失、电路板空间及成本。该技术有助于製造更好、更小及更创新的产品。同时，由于现在的BCD技术是以6吋晶圆製造，晶圆厂能让他们几乎折旧完毕的产线得以继续贡献生产力，如此能减少终端客户的成本并产生利润，或是能拥有投资其他新兴技术的更多空间。

　　直流对直流（DC-DC）电源转换器是现今电源管理积体电路的基础元件。业界专利的TIPS（Transformative Integrated Power Solutions）技术採用一种以交换电容技术为基础的独特转换方法。该项技术允许使用较小的导电元件，除提升效率之外，并且可以达到比竞争技术更高的整体电源密度，为可携式和资料中心应用提供显着的优势。

　　电源管理决定品牌成败

　　根据产业预测，行动运算装置需求正持续增加。行动装置正从个人资讯装置进化为行动运算平台，对日常需求扮演愈来愈重要的角色。与此同时，电源效能正迅速成为这个时代的关键问题。智慧型手机使用者若高度满意手机电池寿命，相较于不满意的使用者，前者再次购买同品牌手机的可能性较高。在高度满意手机电池寿命 （在10分量表中选择10分）的4G智慧型手机拥有者中，有将近25%的人表示「一定」会再次购买来自同一家製造商的手机。相较于此，在较不满意手机电池寿命（在10分量表中选择7-9分）的手机拥有者中，仅有13%表达相同的意愿。藉由在装置中採用创新电源管理方法来克服挑战的手机业者，能较其他行动业者获得更大的竞争优势及市占率。

　　消费者想要在生活中拥有更多元的装置。例如，少数会为平板电脑消费者购买3G或4G资费专案的消费者，在家中或工作场合中则宁愿使用无线区域网路（Wi- Fi）接收使用媒体。无论如何，由此可以清楚知道消费者想要的是无所限制的无线连网方式。这样的要求为可携式装置的电池寿命带来更大的压力，业界必须针对叁网融合的智慧型手机、平板电脑及即将面市的全新复合式平板笔电，持续不懈地专注于电源管理的创新。

——（本文作者为戴乐格半导体有限公司亚太区总经理）

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