Können Sie einen passiven ASIC bekommen?

In superkleinen Geräten mit geringem Stromverbrauch, bei denen der Platzbedarf eine große Rolle spielt, können komplizierte passive Netzwerke viel Platz beanspruchen. Ist es möglich, einen passiven oder größtenteils passiven ASIC herzustellen? Wenn es möglich ist, wie viel würde es kosten? Natürlich würde es sich niemals den winzigen Kosten diskreter Passive annähern, aber wenn Sie diesen Platz wirklich brauchen, könnte es sich lohnen.

In Bezug auf die Kosten für die ASIC-Herstellung war diese Frage wirklich hilfreich, aber es handelt sich um traditionellere ASICs, bei denen die aktiven Komponenten die Hauptsache sind.

Ich frage mich auch, vielleicht ist ASIC das falsche Wort? Gibt es ein anderes Wort für so etwas?

Keine Expertenantwort, aber einige nicht zusammenhängende relevante Fakten:

Einer der Gründe, warum ICs häufig externe Passive benötigen, ist, dass Standard-Silizium-ICs kein gutes Substrat für die Herstellung von Kondensatoren und Induktivitäten von signifikantem Wert auf dem Chip sind. Somit ist ein herkömmlicher IC, "AS" oder nicht, kein platzsparender Weg , um große Passive auf eine Platine zu setzen (außer hochwertigen Widerständen). Es könnte sich immer noch als Verbesserung herausstellen, wenn nicht der Wert, sondern die Anzahl der Teile ein Problem darstellt (dh Pakete und Verbindungen machen den größten Teil des Bereichs aus), aber aus diesem Grund verfügt beispielsweise Ihr Mikrocontroller immer über eine externe Entkopplung Kondensatoren.

Widerstandsnetzwerke und Kondensatornetzwerke sind eine existierende übliche Form von Passiven in einem einzigen Paket. Ich habe jedoch noch keine gemischten passiven Typen in einem einzigen Gehäuse gehört - ich gehe davon aus, dass dies genauso schwierig sein würde wie das Einfügen von Passiven in einen normalen Silizium-IC, da diese sehr unterschiedliche Materialien und Herstellungstechniken aufweisen.

Widerstandsnetzwerke können verwendet werden:

• Platz auf der Tafel sparen; Ich glaube, sie waren in den Tagen durch das Loch viel häufiger und relevanter. Selbst wenn Sie die Widerstände vertikal platzieren würden, würden Sie ein ganzes Loch für den anderen Pin benötigen, und ein Netzwerk würde Ihnen Widerstände mit nur N + 1 ermöglichen Stifte).$N$$N+1$
• Als hochpräziser Spannungsteiler oder andere Konfiguration angepasster Widerstände (dies wird häufig bei High-End-Messgeräten beobachtet). Mehrere Widerstände aus dem gleichen Prozess und auf dem gleichen Substrat unter Verwendung engere Toleranz haben kann, temperaturstabiler Verhältnisse der Widerstände als Widerstände unabhängig voneinander hergestellt.

Hybride integrierte Schaltkreise oder Hybridmodule sind eine Art Zwischentechnologie zwischen Leiterplatten und ICs mit einem Halbleiterchip, die Passive enthalten können, die entweder auf der Platine selbst gebildet oder aufgelötet sind - aber sie sind weder bemerkenswert kompakt noch billig. Der Wert liegt in einem präzisen, vorgefertigten, versiegelten Modul, das Sie in eine größere Platine einstecken / löten können.

ASIC bedeutet anwendungsspezifische integrierte Schaltung. Wenn diese integrierte Schaltung nur passive Komponenten enthalten würde, könnten wir sie immer noch als ASIC bezeichnen.

Die Herstellung eines Siliziumchips mit nur passiven Komponenten ist sehr gut möglich, es gibt jedoch schwerwiegende Einschränkungen . Auf einem IC sind Kondensatoren nur bis zu wenigen nF praktisch. Induktivitäten können nur wenige nH betragen. Widerstände können in nahezu jedem Wert hergestellt werden.

Diese passiven Komponenten (mit Ausnahme der Induktoren) haben möglicherweise parasitäre Dioden auf dem Substrat, sodass sie möglicherweise nicht zu 100% passiv sind.

Das Entwerfen und Produzieren eines ASIC ist niemals billig. Abhängig vom Herstellungsprozess kann die Herstellung der Masken (die zum Definieren der Muster für die Herstellung der Komponenten erforderlich sind) zwischen 10000 und 1000000 US-Dollar liegen (ja, auf Millionen US-Dollar).

Die tatsächlichen Kosten für die Herstellung eines ICs, sobald Sie die Masken haben, sind niedriger. Je nach Größe können sie einige Cent bis zu zehn Dollar betragen (kleinere Größe billiger). Bei hohen Maskenkosten müssten Sie jedoch viele dieser Chips herstellen (und verwenden / verkaufen), damit dies kostengünstig ist. Die Maskenkosten werden auf alle von Ihnen hergestellten ICs aufgeteilt. Je mehr, desto besser.

Ich habe in der Vergangenheit bei Philips Semiconductors gearbeitet und sie hatten ein spezielles Verfahren nur für Passive. Die Idee war, dass diese ICs die Versorgungsentkopplungskondensatoren und HF-Anpassungskomponenten für einen separaten, kleinen IC mit den aktiven Komponenten bereitstellen und in einer teureren Prozesstechnologie hergestellt werden. Dieser kleinere IC würde dann mit den passiven Komponenten auf dem Chip montiert.

Die Herstellung war etwas kompliziert und wurde meines Wissens nur für einige Nischenprodukte verwendet. Es ist sicherlich keine Mainstream-Technologie.

Sie müssen keine aktiven Mitarbeiter auf einem ASIC haben (obwohl ich nicht weiß, ob dies jemals jemand getan hat). Es gibt Hersteller, die so etwas machen , es ist teuer und Sie brauchen große Mengen.

Es gibt bessere Möglichkeiten, die immer noch teurer wären als eine Leiterplatte mit Komponenten, aber billiger als ein ASIC. Komponenten können in die Leiterplatte eingebaut werden .

Quelle: EDN

Oder Sie können integrierte Pakete erhalten :

Diese beiden letzteren wären wahrscheinlich billiger als eine integrierte Schaltung, bei der die Passive in Silizium eingebaut sind. Das Einbetten von Komponenten in diese neuen Prozesse ist jedoch viel teurer als die Verwendung einer Leiterplatte mit Micro-Vias und das Stapeln von Leiterplatten

Ja definitiv. Hier bei Keysight erstellen wir beispielsweise einige unserer eigenen grundlegenden Streifenfilter für Sonden und andere Geräte. Der Einbau passiver Komponenten in Chips ist Standard.

Andere Klarstellungen. ASIC vs. IC - Wenn Sie einen Chip für einen bestimmten Zweck entwerfen, ist der "AS" gültig. Es ist eine Kartoffel / Potahto-Situation.

Digital vs. Analog? - Beides ist üblich. Digitale ASICs verarbeiten und berechnen im Allgemeinen, analoge ASICs massieren ein Signal im Allgemeinen in eine benutzerfreundlichere Form. Wir sprechen hier im Podcast zur Elektrotechnik von EEs Talk Tech über Folgendes:

https://eestalktech.com/2017/07/13/fast-adc/