成本、灵活性与系统集成推动标准逻辑IC发展

手机、便携音频与液晶电视等产品的迅速扩张，正在推动标准逻辑产品市场的发展。新型MiniGatesTM(1，2和3门逻辑)、灵活逻辑与高性能电压转换器，促进了逻辑业务的发展。这些新型产品采用节省PCB空间的小型封装，提供更低的成本与功耗，以及系统集成解决方案。 自从1999年以来，逻辑业务以3%的复合年增长率增长，这些新型逻辑产品面向空间局限的应用。推动逻辑业务发展的三个主要因素是成本、灵活性和系统集成。 黄金、铝和基于原油的模塑料等原材料成本与需求不断上涨，已导致封装成本上升。这对PDIP、SSOP、SOEIAJ以及SOIC封装产生重大影响，这些封装的材料用量比TSSOP或QFN/Dual Flat No Lead(DFN)多几个数量级。另外，由于需求下降对制造业务规模经济的影响，老式封装的成本也在上升。 基于以上情况，灵活的或可配置的逻辑IC日益流行。这些IC可以在一个单一封装中执行多项逻辑功能。 系统集成正在塑造下一代逻辑IC的定义。为了及早推出新产品，设计师被迫不断缩短产品开发时间。MiniGatesTM把得到验证的设计模块、ASIC和模块组合在一起。现有系统模块的重新使用，缩短了设计周期，并且最大程度地降低了设计风险。 MiniGateTM IC用于提供ASIC或模块所不具备的信号调节、隔离和电压电平转换功能。通过消除多门芯片所需要的长线迹(trace)，单门IC也简化了PCB设计。较短的PCB电路板线迹可以降低发射和提高EMI防护性能。相比之下，把PCB线迹连接到多门IC所导致的长线迹，会形成具备天线功能的回路。 具有双电源的电压电平转换器提供接口能力，使工作在不同电压上的两个不同的IC或子系统进行通信。存在三类双电源逻辑电平转换器：单向转换器，具有方向引脚的双向转换器，以及自动感应转换器。单向转换器经常用于SPITM数据端口应用。具有方向引脚的双向IC常用于模块至模块的数据传输。自动感应双电源转换器自动确定数据处于发送还是接收状态，经常用于I/O引脚受限的应用和I²C应用之中。 更小封装与集成IC 目前消费电子产业的趋势是采用小型IC，以最大程度地缩小PCB的尺寸。逻辑器件制造商开发了许多小型封装来满足这个市场的需求。安森美半导体推出了Ultra Leadframe Land Grid Array (ULLGA)封装，提供了一个更低成本封装的迁移路线图。ULLGA封装重量轻、厚度薄，焊垫间距(Pad Pitch)为0.5、0.4和0.35mm。小引脚数的ULLGA尺寸与CSP和DFN封装相同，但具有成本及可靠性优势。另外，CSP封装不建议用于PCB上面可能弯曲的地方，如靠近I/O连接器的地方。图1所示为ULLGA封装与其它产业标准逻辑封装相比在节省空间方面的优势。 此外，ULLGA可与SOT-891、DFN、QFN和CSP封装互换，这是其设计目标之一。图2所示为0.5 mm间距的ULLGA、DFN和CSP封装都可以安装在同样的PCB占位面积上面。 标准CMOS逻辑IC的未来趋势将包括开发更小的封装和集成外部部件。ULLGA封装的一个特点是通过提供0.5、0.4和0.35mm间距的封装，提供了迁移路线。此外，ULLGA封装的厚度可以从0.55降至0.27mm。 标准逻辑的另一个趋势是把多个元件整合在一个单一IC之中，以减少元件数量和成本。例如，厂商正在开发的电压转换器等接口逻辑IC具有较高的ESD性能，而这点以前只能利用外部瞬态电压抑制(TVS)产品来实现。逻辑IC的其它集成机会包括添加电阻、电容和电感等片上无源元件。 结束语 市场对于标准逻辑产品的需求继续增长，这些产品使系统具备灵活性。安森美半导体等厂商正在开发能够满足客户降低尺寸与成本需要的产品。新型MiniGatesTM、灵活逻辑与电压转换器，采用节省PCB空间的小型封装，提供更低的成本与功耗，以及系统集成解决方案。