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显然,创新的核心电路,经常是由一堆初创公司拥有特殊的技术技能才能做出来的。但是,所需要的技术,有时超越了核心电路。
说到IC设计成熟的节点,已经存在20年以上(如180nm),大家认为半导体行业在静电放电(ESD),过应力(EOS)和闭锁(LATCHUP)等方面提供了很多的解决方案,已经做的很好了。然而,我们在和客户的接触中,发现这些创新的初创公司的芯片很多应用是在物联网方向,是需要非标准片上静电防护卡的。
比如: •一些物联网系统包括传感器或执行器接口,具有独特的信号条件。比如,用于恢复聋哑人听力的植入式芯片的驱动电压在20V量级,大大超出了典型由半导体厂的I/O或I/O的供应商的指标。同样,运动检测和触摸传感器捕捉到的几毫伏或毫安级小信号,会被噪声掩盖或是由于通用输入输出电路(GPIO)产生的漏电完全丢失。
•每一个创新的系统需要通过“互联网”与它的外在环境进行通信联系。因此,无线接口和/或高速数字连接可以在几乎所有的系统中找到。无线,有线IC设计者需要的片上ESD保护必须拥有低寄生电容(200fF或更低)。这意味着,大部分的半导体厂提供的通用接口电路是不适合的,必须找到相应的解决问题的方案,这意味着ESD CELL的重新创建。
•很多创新系统都是低成本可携带的,这涉及到静电放电的几种方式。为了减少系统的尺寸和材料的费用(BILL OF MATERIAL-BOM),系统设计者从微型印刷电路板拆卸板级ESD保护块(PCB)。这些瞬态电压抑制器(TVS)器件是20年前就开始加入到PCB产品中, 使实际使用过程中的系统免受静电放电。由于更短的PCB集成电路,一旦没有了TVS,集成电路将会受到更严重的ESD应力如IEC 61000-4-2。这种情况下,它比组件级的人体模型(HBM)ESD要求高出了4-5倍。在这种情况下, 需要片上ESD的重新设计来解决问题
•在移动系统中, 我们一般称为恶劣环境,它遭受ESD损坏的概率比一般系统高出许多。我们可以想象,出于静电工程的考虑,塑料(例如智能手机塑料盖)和你的衣服摩擦(你的口袋)会产生很多静电,而这些静电只离开高速USB端口只是毫米量级,所以,ESD在移动系统中的要求会更高。
片上静电防护可以被认为是很难让其他公司快速复制的一种方法,也充分体现了公司的竞争力。
下面的一些简单案例充分展现了成功案例:
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