國家半導體VIP50定義低功耗運放效能新標準

黃繼寬Trevor Huang

在通用與低功耗運放市場上位居領導地位的美國國家半導體，自從2002年首度將絕緣層上覆矽技術(Silicon on Isolator, SOI)導入類比半導體生產以來，便一直是類比元件供應商中少數擁有SOI技術能力的廠商。隨著過去這幾年在高效能產品線上所累積的SOI經驗，國家半導體成功地將SOI技術的應用推展到低功耗產品線上，並推出一系列改寫低功耗運放功耗/效能比的領導產品。

SOI技術應用更為多元
SOI製程目前的應用仍集中在處理器產品，例如IBM的PowerPC、AMD的K8系列，而飛思卡爾與台積電亦同樣為下一代的高速處理器產品而結成SOI研發策略聯盟。這是由於處理器普遍進入90奈米製程世代之後，隨著電晶體日益微縮，不管是閘極或接點都出現絕緣層厚度不足以阻擋電子流通的情況，因此，能夠改善漏電流的High-k與Low-k材料，以及本文所提及的SOI技術，近年來皆已成為半導體的顯學。

SOI由於具備解決漏電流問題的能力，因而在製程不斷向深次微米推進的數位電路領域，特別是處理器產品，有其應用優勢。但在略經調整之後，原本應用僅限於數位電路的SOI製程，在類比/混合訊號領域，也能找到一片發揮的空間。美國國家半導體放大器產品技術行銷經理Carlos Sanchez表示，國家半導體最近發表的VIP50製程，是從2002年發表VIP10以來第二款採用SOI技術的製程，不過與先前著重高效能的VIP10相比，VIP50在製程參數的調校與設計理念方面，比較關注的是如何降低產品的耗電量，並進而提昇產品對雜訊、溫度等環境因素的抵抗能力。這對於目前熱門的車用電子、以及其他像是軍工、航太、儀器等可靠度需求較高的應用市場而言，是非常關鍵的。

美國國家半導體亞太區放大器產品行銷經理胡國佳則進一步說明VIP50之所以能降低功耗的原因。胡國佳說：「由於VIP50採用絕緣層將每個電晶體都分隔開來，不像傳統BiCMOS的電晶體實作方式會產生許多PN結，因此電晶體的寄生電容可以降到微乎其微的地步，這使得電晶體在開關運作時可以變得更加省電。」

為低功耗運放定下新標竿
Carlos Sanchez表示，國家半導體利用VIP50製程開發出六款全新的低功耗運放元件，不管是在頻寬、功耗、精密度等運放元件的指標方面，皆有全面性的提昇。其他競爭對手利用傳統BiCMOS製程雖然也可以在某項單一指標上獲得與國家半導體這六款產品互相匹敵，甚至超越國家半導體的產品，但卻必然會犧牲其他方面的效能。換言之，低功耗運放的效能標竿，將因為VIP50的出現而重新定義。

而VIP50製程對國家半導體而言，也將是進一步擴大自身在低功耗運放產品線上技術與市場領先的地位的關鍵技術。Carlos Sanchez透露，國家半導體將陸續推出一系列採用VIP50製程技術的產品，而且具備三層金屬層的VIP50技術，也未嘗不能應用在其他設計更為複雜的產品。