半导体的应用产品市场可分为计算机、通讯、消费电子、工业、汽车以及军事等区隔市场,根据半导体产业协会与研究机构IC Insight等单位的统计,自2001年以后,计算机在半导体应用产品市场的占有率开始滑落至50%以下,反观通讯与消费性电子产品的占有率则逐年上升,成为带动半导体产业持续成长的重要产品,如(图一)所示。其中,在通讯市场中,年产量高达四亿支左右的手机市场更是目前各大半导体厂商关注的重点,例如:全球两大晶圆代工厂台积电与联电在今年(2002)的技术论坛中,竞相宣布适用于无线通信IC的新制程技术蓝图更可看出,无线通信IC已成为半导体产业未来发展的重要支柱。
《图一 2000-2005年全球半导体应用产品市场占有率变化〈数据源:SIA、IC Insight;工研院经资中心,2002/08〉》 |
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一般来说,整个无线通信IC依功能可以分成三部分:首先为负责接收/发送射频讯号的射频(Radio Frequency;RF)IC,此部分属于射频前端,为纯粹的模拟电路设计;其次为负责二次升/降频与调变/解调功能的中频(IF)电路,以及与锁相回路(PLL)、频率合成器(Synthesizer)等组件,目前此段多属于模拟/数字的混合模式(mixed mode)的电路;最后则是负责A/D、D/A、信号处理器及CPU等纯数字部分的基频(Baseband)IC。
由于基频部分以处理数字讯号为主,且其内部组件多为主动组件、线路分布极为密集,故向来以微细化与高集积度的纯硅CMOS制程为主。而在射/中频部分,由于无线通信对于射频IC的规格要求相当严格,且高频晶体管的功能不同,其线路设计理念也不尽相同,因此,如何选择不同的材料与制程,以使无线通信用集成电路的线路功能与价格达到平衡或是优化,往往是无线通信用集成电路制造最重要的课题。故本文将以无线通信射频IC的制程技术为探讨重点,藉以说明半导体制程技术在无线通信射频IC领域的发展重点与趋势。
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