ข่าว

บางทีหลังจากกฎของโอห์ม กฎที่มีชื่อเสียงอันดับสองในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ก็คือกฎของมัวร์: จำนวนทรานซิสเตอร์ที่สามารถผลิตบนวงจรรวมจะเพิ่มขึ้นสองเท่าทุก ๆ สองปี เนื่องจากขนาดทางกายภาพของชิปยังคงเท่าเดิม ซึ่งหมายความว่า ทรานซิสเตอร์แต่ละตัวจะมีขนาดเล็กลงเมื่อเวลาผ่านไป เราเริ่มคาดหวังว่าชิปรุ่นใหม่ที่มีขนาดคุณสมบัติเล็กลงจะปรากฏที่ความเร็วปกติ แต่อะไรคือประเด็นที่ทำให้สิ่งต่าง ๆ เล็กลง? เล็กลงหมายถึงดีกว่าเสมอหรือไม่?
ในศตวรรษที่ผ่านมา วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์มีความก้าวหน้าอย่างมาก ในช่วงทศวรรษปี ค.ศ. 1920 วิทยุ AM ที่ทันสมัยที่สุดประกอบด้วยหลอดสุญญากาศหลายหลอด ตัวเหนี่ยวนำ ตัวเก็บประจุและตัวต้านทานขนาดใหญ่หลายตัว สายไฟยาวหลายสิบเมตรที่ใช้เป็นเสาอากาศ และชุดแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ เพื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ทั้งหมด ปัจจุบัน คุณสามารถฟังเพลงจากบริการสตรีมมิ่งเพลงได้มากกว่าหนึ่งโหลบนอุปกรณ์ในกระเป๋าของคุณ และคุณสามารถทำสิ่งต่างๆ ได้มากขึ้น แต่การย่อขนาดไม่ได้มีไว้สำหรับการพกพาเท่านั้น แต่ยังจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องบรรลุประสิทธิภาพที่เราคาดหวังจากอุปกรณ์ของเราในปัจจุบัน
ข้อดีอย่างหนึ่งที่ชัดเจนของส่วนประกอบที่มีขนาดเล็กกว่าก็คือช่วยให้คุณสามารถรวมฟังก์ชันต่างๆ ได้มากขึ้นในปริมาณเท่าเดิม ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับวงจรดิจิทัล: ส่วนประกอบที่มากขึ้นหมายความว่าคุณสามารถประมวลผลได้มากขึ้นในระยะเวลาเท่ากัน ตัวอย่างเช่น ตามทฤษฎีแล้ว ปริมาณข้อมูลที่ประมวลผลโดยโปรเซสเซอร์ 64 บิตเป็นแปดเท่าของ CPU 8 บิตที่ทำงานที่ความถี่สัญญาณนาฬิกาเดียวกัน แต่ยังต้องใช้ส่วนประกอบมากกว่าแปดเท่าด้วย เช่น รีจิสเตอร์, ส่วนเสริม, บัส ฯลฯ ล้วนแต่มีขนาดใหญ่กว่าแปดเท่า .ดังนั้น คุณจำเป็นต้องมีชิปที่ใหญ่กว่าแปดเท่าหรือทรานซิสเตอร์ที่เล็กกว่าแปดเท่า
เช่นเดียวกับชิปหน่วยความจำ: การสร้างทรานซิสเตอร์ที่มีขนาดเล็กลง คุณจะมีพื้นที่จัดเก็บข้อมูลมากขึ้นในปริมาณที่เท่ากัน พิกเซลในจอแสดงผลส่วนใหญ่ในปัจจุบันทำจากทรานซิสเตอร์แบบฟิล์มบาง ดังนั้นจึงเหมาะสมที่จะลดขนาดลงและได้รับความละเอียดสูงกว่าอย่างไรก็ตาม ยิ่งทรานซิสเตอร์มีขนาดเล็กเท่าไรก็ยิ่งดีเท่านั้น และมีเหตุผลที่สำคัญอีกประการหนึ่ง นั่นคือ ประสิทธิภาพการทำงานของพวกมันดีขึ้นมากแต่ทำไมถึงเป็นเช่นนั้น?
เมื่อไรก็ตามที่คุณสร้างทรานซิสเตอร์ มันจะจัดหาส่วนประกอบเพิ่มเติมให้ฟรี แต่ละขั้วมีตัวต้านทานแบบอนุกรม วัตถุใดๆ ที่มีกระแสไฟฟ้าก็มีตัวเหนี่ยวนำในตัวเองด้วย สุดท้ายนี้ จะมีความจุไฟฟ้าระหว่างตัวนำสองตัวที่หันหน้าเข้าหากัน ผลกระทบทั้งหมดนี้ ใช้พลังงานและลดความเร็วของทรานซิสเตอร์ ความจุของปรสิตนั้นมีปัญหาเป็นพิเศษ: จำเป็นต้องชาร์จและคายประจุทุกครั้งที่เปิดหรือปิดทรานซิสเตอร์ ซึ่งต้องใช้เวลาและกระแสจากแหล่งจ่ายไฟ
ความจุระหว่างตัวนำสองตัวขึ้นอยู่กับขนาดทางกายภาพของมัน ขนาดที่เล็กลงหมายถึงความจุที่เล็กลง และเนื่องจากตัวเก็บประจุขนาดเล็กหมายถึงความเร็วที่สูงขึ้นและพลังงานที่ต่ำกว่า ทรานซิสเตอร์ขนาดเล็กจึงสามารถทำงานที่ความถี่สัญญาณนาฬิกาที่สูงขึ้นและกระจายความร้อนน้อยลงในการดำเนินการดังกล่าว
เมื่อคุณลดขนาดของทรานซิสเตอร์ ความจุไม่ได้เป็นเพียงผลกระทบเดียวที่เปลี่ยนแปลงไป ยังมีผลกระทบทางกลควอนตัมแปลกๆ มากมายที่ไม่ชัดเจนสำหรับอุปกรณ์ขนาดใหญ่ อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปแล้ว การทำให้ทรานซิสเตอร์มีขนาดเล็กลงจะทำให้พวกมันเร็วขึ้น แต่ผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์นั้นมีมากกว่า มากกว่าแค่ทรานซิสเตอร์ เมื่อคุณลดขนาดส่วนประกอบอื่นๆ ลง ส่วนประกอบเหล่านั้นทำงานอย่างไร
โดยทั่วไปแล้ว ส่วนประกอบแบบพาสซีฟ เช่น ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ และตัวเหนี่ยวนำจะไม่ดีขึ้นเมื่อมีขนาดเล็กลง: ส่วนประกอบเหล่านี้จะแย่ลงในหลายๆ ด้าน ดังนั้น การย่อส่วนประกอบเหล่านี้ให้เล็กลงเป็นหลักเพื่อให้สามารถบีบอัดให้มีขนาดเล็กลงได้ จึงช่วยประหยัดพื้นที่ PCB
ขนาดของตัวต้านทานสามารถลดลงได้โดยไม่ทำให้เกิดการสูญเสียมากเกินไป ความต้านทานของชิ้นส่วนของวัสดุกำหนดโดย โดยที่ l คือความยาว, A คือพื้นที่หน้าตัด และ ρ คือความต้านทานของวัสดุ คุณสามารถ เพียงลดความยาวและหน้าตัดลง และสุดท้ายจะได้ตัวต้านทานที่มีขนาดเล็กลง แต่ยังคงมีความต้านทานเท่าเดิม ข้อเสียเพียงอย่างเดียวคือเมื่อกระจายกำลังเท่ากัน ตัวต้านทานที่มีขนาดเล็กกว่าจะสร้างความร้อนได้มากกว่าตัวต้านทานที่มีขนาดใหญ่กว่า ดังนั้น ขนาดเล็ก ตัวต้านทานสามารถใช้ได้ในวงจรพลังงานต่ำเท่านั้น ตารางนี้แสดงให้เห็นว่าอัตราพลังงานสูงสุดของตัวต้านทาน SMD ลดลงเมื่อขนาดลดลงอย่างไร
ปัจจุบัน ตัวต้านทานที่เล็กที่สุดที่คุณสามารถซื้อได้คือขนาดเมตริก 03015 (0.3 มม. x 0.15 มม.) กำลังไฟพิกัดอยู่ที่เพียง 20 mW และใช้สำหรับวงจรที่กระจายพลังงานน้อยมากและมีขนาดจำกัดอย่างมาก เมตริกที่เล็กกว่า 0201 บรรจุภัณฑ์ (0.2 มม. x 0.1 มม.) เปิดตัวแล้ว แต่ยังไม่ได้เริ่มการผลิต แต่ถึงแม้จะปรากฏในแค็ตตาล็อกของผู้ผลิต ก็อย่าคาดหวังว่าจะมีอยู่ทุกที่ เพราะหุ่นยนต์หยิบและวางส่วนใหญ่ไม่แม่นยำเพียงพอ เพื่อจัดการกับมันจึงอาจจะยังคงเป็นสินค้าเฉพาะกลุ่ม
ตัวเก็บประจุยังสามารถลดขนาดลงได้ แต่จะลดความจุลง สูตรในการคำนวณความจุของตัวเก็บประจุแบบแบ่งคือ โดยที่ A คือพื้นที่ของบอร์ด d คือระยะห่างระหว่างพวกมัน และ ε คือค่าคงที่ไดอิเล็กทริก (คุณสมบัติของวัสดุตัวกลาง) หากตัวเก็บประจุ (โดยพื้นฐานแล้วเป็นอุปกรณ์แบบแบน) ถูกย่อขนาด พื้นที่จะต้องลดลง จึงทำให้ความจุไฟฟ้าลดลง หากคุณยังต้องการบรรจุนาฟาราจำนวนมากในปริมาณน้อย ทางเลือกเดียวเท่านั้น คือการซ้อนหลายชั้นเข้าด้วยกัน เนื่องจากความก้าวหน้าในด้านวัสดุและการผลิต ซึ่งทำให้ฟิล์มบาง (small d) และไดอิเล็กทริกพิเศษ (ที่มี ε ใหญ่กว่า) เป็นไปได้ ขนาดของตัวเก็บประจุจึงหดตัวลงอย่างมากในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา
ตัวเก็บประจุที่เล็กที่สุดที่มีอยู่ในปัจจุบันอยู่ในแพ็คเกจเมตริก 0201 ขนาดเล็กพิเศษ: เพียง 0.25 มม. x 0.125 มม. ความจุของตัวเก็บประจุยังจำกัดอยู่ที่ 100 nF ที่มีประโยชน์ และแรงดันไฟฟ้าสูงสุดในการทำงานอยู่ที่ 6.3 V นอกจากนี้ แพ็คเกจเหล่านี้ยังเล็กมากและ จำเป็นต้องมีอุปกรณ์ที่ทันสมัยในการจัดการสิ่งเหล่านี้ ซึ่งเป็นการจำกัดการยอมรับอย่างแพร่หลาย
สำหรับตัวเหนี่ยวนำเรื่องราวจะยุ่งยากนิดหน่อย ความเหนี่ยวนำของขดลวดตรงถูกกำหนดโดยโดยที่ N คือจำนวนรอบ, A คือพื้นที่หน้าตัดของขดลวด, l คือความยาวของขดลวด, และ μ คือ ค่าคงที่ของวัสดุ (การซึมผ่าน) หากขนาดทั้งหมดลดลงครึ่งหนึ่ง ความเหนี่ยวนำก็จะลดลงครึ่งหนึ่งเช่นกัน อย่างไรก็ตาม ความต้านทานของเส้นลวดยังคงเท่าเดิม เนื่องจากนี่เป็นเพราะความยาวและหน้าตัดของเส้นลวดลดลงเหลือ หนึ่งในสี่ของค่าเดิม ซึ่งหมายความว่าคุณจะได้ความต้านทานเท่ากันครึ่งหนึ่งของการเหนี่ยวนำ ดังนั้นคุณจึงลดปัจจัยด้านคุณภาพ (Q) ของขดลวดลงครึ่งหนึ่ง
ตัวเหนี่ยวนำแบบแยกที่เล็กที่สุดที่มีจำหน่ายในท้องตลาดใช้ขนาดนิ้ว 01005 (0.4 มม. x 0.2 มม.) ซึ่งมีค่าสูงถึง 56 nH และมีความต้านทานเพียงไม่กี่โอห์ม ตัวเหนี่ยวนำในแพ็คเกจเมตริกขนาดเล็กพิเศษ 0201 เปิดตัวในปี 2014 แต่ เห็นได้ชัดว่าพวกเขาไม่เคยได้รับการแนะนำให้รู้จักกับตลาด
ข้อจำกัดทางกายภาพของตัวเหนี่ยวนำได้รับการแก้ไขโดยใช้ปรากฏการณ์ที่เรียกว่าตัวเหนี่ยวนำแบบไดนามิก ซึ่งสามารถสังเกตได้ในขดลวดที่ทำจากกราฟีน แต่ถึงอย่างนั้น หากสามารถผลิตได้ในเชิงพาณิชย์ ก็อาจเพิ่มขึ้นถึง 50% ในที่สุด คอยล์ไม่สามารถย่อขนาดได้ดีนัก อย่างไรก็ตาม หากวงจรของคุณทำงานที่ความถี่สูง ก็ไม่ใช่ปัญหาเสมอไป หากสัญญาณของคุณอยู่ในช่วง GHz คอยล์ nH สองสามตัวก็มักจะเพียงพอ
สิ่งนี้นำเราไปสู่อีกสิ่งหนึ่งที่ถูกทำให้ย่อเล็กลงในศตวรรษที่ผ่านมา แต่คุณอาจไม่สังเกตเห็นในทันที: ความยาวคลื่นที่เราใช้ในการสื่อสาร วิทยุกระจายเสียงในยุคแรกใช้ความถี่ AM คลื่นกลางประมาณ 1 MHz โดยมีความยาวคลื่นประมาณ 300 เมตร ย่านความถี่ FM ที่มีศูนย์กลางที่ 100 MHz หรือ 3 เมตรได้รับความนิยมในช่วงทศวรรษ 1960 และในปัจจุบันเราใช้การสื่อสาร 4G ประมาณ 1 หรือ 2 GHz (ประมาณ 20 ซม.) เป็นหลัก ความถี่ที่สูงขึ้นหมายถึงความสามารถในการรับส่งข้อมูลที่มากขึ้น เป็นเพราะการย่อขนาดทำให้เรามีวิทยุราคาถูก เชื่อถือได้ และประหยัดพลังงานที่ทำงานบนความถี่เหล่านี้
ความยาวคลื่นที่ลดลงสามารถทำให้เสาอากาศหดตัวได้เนื่องจากขนาดของมันเกี่ยวข้องโดยตรงกับความถี่ที่ต้องใช้ในการส่งหรือรับ โทรศัพท์มือถือในปัจจุบันไม่จำเป็นต้องใช้เสาอากาศที่ยื่นออกมายาว ต้องขอบคุณการสื่อสารเฉพาะที่ความถี่ GHz ซึ่งเสาอากาศต้องมีเพียงเสาอากาศเดียวเท่านั้น ความยาวเซนติเมตร นี่คือสาเหตุที่โทรศัพท์มือถือส่วนใหญ่ที่ยังมีเครื่องรับ FM อยู่จำเป็นต้องเสียบหูฟังก่อนใช้งาน: วิทยุจำเป็นต้องใช้สายของหูฟังเป็นเสาอากาศเพื่อให้ได้ความแรงของสัญญาณเพียงพอจากคลื่นยาว 1 เมตรเหล่านั้น
สำหรับวงจรที่เชื่อมต่อกับเสาอากาศขนาดเล็กของเรา เมื่อมีขนาดเล็กลง จริงๆ แล้วจะทำได้ง่ายขึ้น ซึ่งไม่เพียงเพราะทรานซิสเตอร์เร็วขึ้นเท่านั้น แต่ยังเป็นเพราะผลกระทบของสายส่งไม่ใช่ปัญหาอีกต่อไป กล่าวโดยย่อ เมื่อความยาว ถ้าลวดยาวเกินหนึ่งในสิบของความยาวคลื่น คุณต้องพิจารณาถึงการเปลี่ยนเฟสตามความยาวเมื่อออกแบบวงจร ที่ความถี่ 2.4 GHz หมายความว่ามีเส้นลวดเพียง 1 เซนติเมตรเท่านั้นที่ส่งผลต่อวงจรของคุณ หากคุณประสานส่วนประกอบที่แยกจากกันเข้าด้วยกันจะทำให้เกิดอาการปวดหัว แต่ถ้าคุณวางวงจรบนพื้นที่ไม่กี่ตารางมิลลิเมตร ก็ไม่ใช่ปัญหา
การทำนายจุดจบของกฎของมัวร์หรือการแสดงให้เห็นว่าการทำนายเหล่านี้ผิดครั้งแล้วครั้งเล่าได้กลายเป็นประเด็นสำคัญที่เกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำอีกในวงการสื่อสารมวลชนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ความจริงยังคงอยู่ที่ Intel, Samsung และ TSMC ซึ่งเป็นคู่แข่งทั้งสามรายที่ยังคงอยู่ในแนวหน้า ของเกมยังคงบีบอัดฟีเจอร์เพิ่มเติมต่อตารางไมโครเมตร และวางแผนที่จะเปิดตัวชิปที่ได้รับการปรับปรุงหลายรุ่นในอนาคต แม้ว่าความก้าวหน้าที่พวกเขาทำในแต่ละขั้นตอนอาจไม่มากเท่ากับเมื่อสองทศวรรษที่แล้ว แต่การย่อขนาดของทรานซิสเตอร์ ดำเนินต่อไป
อย่างไรก็ตาม สำหรับส่วนประกอบแบบแยก ดูเหมือนว่าเราจะถึงขีดจำกัดตามธรรมชาติแล้ว การทำให้มันเล็กลงไม่ได้เพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน และส่วนประกอบที่เล็กที่สุดที่มีอยู่ในปัจจุบันก็มีขนาดเล็กกว่าการใช้งานส่วนใหญ่ที่ต้องการ ดูเหมือนว่าไม่มีกฎของมัวร์สำหรับอุปกรณ์แยก แต่ถ้ามีกฎของมัวร์ เราอยากเห็นว่าคนๆ หนึ่งสามารถผลักดันความท้าทายในการบัดกรี SMD ได้มากเพียงใด
ฉันอยากถ่ายรูปตัวต้านทาน PTH ที่ฉันเคยใช้ในปี 1970 มาโดยตลอด และใส่ตัวต้านทาน SMD ไว้บนนั้น เหมือนที่ฉันกำลังสลับเข้า/ออกตอนนี้ เป้าหมายของฉันคือทำให้พี่น้องของฉัน (ไม่มีเลย สินค้าอิเล็กทรอนิกส์) เปลี่ยนแปลงไปมากน้อยเพียงใด รวมถึงมองเห็นชิ้นงานด้วย (สายตาแย่ลง มือก็แย่ลง ตัวสั่นด้วย)
ฉันชอบพูดว่ามันคู่กันหรือเปล่า ฉันเกลียด "ปรับปรุงให้ดีขึ้น" จริงๆ บางครั้งเลย์เอาต์ของคุณทำงานได้ดี แต่คุณไม่สามารถหาชิ้นส่วนได้อีกต่อไป แล้วมันคืออะไรล่ะ? แนวคิดที่ดีก็คือแนวคิดที่ดีและจะดีกว่าที่จะรักษามันไว้เหมือนเดิม แทนที่จะปรับปรุงโดยไม่มีเหตุผลแกนต์
“ข้อเท็จจริงยังคงอยู่ที่บริษัททั้งสามอย่าง Intel, Samsung และ TSMC ยังคงแข่งขันกันในระดับแนวหน้าของเกมนี้ โดยบีบคุณสมบัติเพิ่มเติมต่อตารางไมโครเมตรอย่างต่อเนื่อง”
ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์มีขนาดใหญ่และมีราคาแพง ในปี พ.ศ. 2514 ครอบครัวโดยเฉลี่ยมีวิทยุ เครื่องเสียง และโทรทัศน์เพียงไม่กี่เครื่อง ภายในปี พ.ศ. 2519 คอมพิวเตอร์ เครื่องคิดเลข นาฬิกาดิจิทัล และนาฬิกาข้อมือก็ได้ออกมา ซึ่งมีขนาดเล็กและราคาไม่แพงสำหรับผู้บริโภค
การย่อขนาดบางส่วนมาจากการออกแบบ เครื่องขยายสัญญาณการทำงานอนุญาตให้ใช้ไจเรเตอร์ ซึ่งสามารถแทนที่ตัวเหนี่ยวนำขนาดใหญ่ได้ในบางกรณี ตัวกรองแบบแอคทีฟยังกำจัดตัวเหนี่ยวนำอีกด้วย
ส่วนประกอบที่ใหญ่กว่าช่วยส่งเสริมสิ่งอื่นๆ เช่น การลดขนาดวงจรให้เหลือน้อยที่สุด กล่าวคือ การพยายามใช้ส่วนประกอบที่น้อยที่สุดเพื่อให้วงจรทำงานได้ ทุกวันนี้ เราไม่ได้สนใจอะไรมากนัก ต้องการอะไรเพื่อย้อนกลับสัญญาณใช่ไหม? ลองใช้เครื่องขยายสัญญาณปฏิบัติการ คุณต้องการ state machine หรือไม่? ลองใช้ mpu.etc ส่วนประกอบในปัจจุบันมีขนาดเล็กมาก แต่จริงๆ แล้วมีส่วนประกอบอยู่ภายในมากมาย ดังนั้น โดยพื้นฐานแล้วขนาดวงจรของคุณจะเพิ่มขึ้นและการใช้พลังงานก็เพิ่มขึ้น ทรานซิสเตอร์ที่ใช้ในการกลับสัญญาณจะใช้พลังงานน้อยลงในการกลับสัญญาณ ทำงานแบบเดียวกันให้สำเร็จได้ดีกว่าแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน แต่ขอย้ำอีกครั้งว่า การย่อขนาดจะดูแลเรื่องการใช้พลังงาน เพียงแต่ว่านวัตกรรมได้ไปในทิศทางที่แตกต่างออกไป
คุณพลาดประโยชน์/เหตุผลที่ใหญ่ที่สุดบางประการในการลดขนาด: ลดปรสิตของแพ็คเกจและการจัดการพลังงานที่เพิ่มขึ้น (ซึ่งดูเหมือนขัดกับสัญชาตญาณ)
จากมุมมองในทางปฏิบัติ เมื่อขนาดคุณสมบัติถึงประมาณ 0.25u คุณจะไปถึงระดับ GHz ซึ่งในขณะนั้นแพ็คเกจ SOP ขนาดใหญ่จะเริ่มให้ผลลัพธ์ที่ใหญ่ที่สุด* ลวดเชื่อมที่ยาวและสายนำเหล่านั้นจะฆ่าคุณในที่สุด
ณ จุดนี้ แพ็คเกจ QFN/BGA ได้รับการปรับปรุงอย่างมากในแง่ของประสิทธิภาพ นอกจากนี้ เมื่อคุณติดตั้งบรรจุภัณฑ์แบบเรียบเช่นนี้ คุณจะได้รับประสิทธิภาพการระบายความร้อนที่ดีขึ้น*อย่างเห็นได้ชัด* และแผ่นอิเล็กโทรดแบบเปิดโล่ง
นอกจากนี้ Intel, Samsung และ TSMC จะมีบทบาทสำคัญอย่างแน่นอน แต่ ASML อาจมีความสำคัญมากกว่าในรายการนี้ แน่นอนว่าสิ่งนี้อาจใช้ไม่ได้กับเสียงที่ไม่โต้ตอบ...
มันไม่ได้เป็นเพียงการลดต้นทุนซิลิคอนผ่านโหนดกระบวนการรุ่นใหม่เท่านั้น สิ่งอื่นๆ เช่น ถุง บรรจุภัณฑ์ขนาดเล็กต้องใช้วัสดุและน้ำหนักน้อยกว่าหรือน้อยกว่านั้น บรรจุภัณฑ์ขนาดเล็กกว่า PCB หรือโมดูลขนาดเล็กกว่า เป็นต้น
ฉันมักจะเห็นผลิตภัณฑ์ในแคตตาล็อกบางรายการ ซึ่งปัจจัยผลักดันเพียงอย่างเดียวคือการลดต้นทุน MHz/ขนาดหน่วยความจำเท่ากัน ฟังก์ชัน SOC และการจัดเรียงพินก็เหมือนกัน เราอาจใช้เทคโนโลยีใหม่เพื่อลดการใช้พลังงาน (โดยปกติแล้วจะไม่ฟรี ดังนั้น จะต้องมีข้อได้เปรียบทางการแข่งขันที่ลูกค้าให้ความสำคัญ)
ข้อดีประการหนึ่งของส่วนประกอบขนาดใหญ่คือวัสดุป้องกันรังสี ทรานซิสเตอร์ขนาดเล็กจะไวต่อผลกระทบของรังสีคอสมิกมากกว่าในสถานการณ์ที่สำคัญเช่นนี้ ตัวอย่างเช่น ในอวกาศและแม้แต่หอสังเกตการณ์ในระดับความสูง
ฉันไม่เห็นเหตุผลสำคัญในการเพิ่มความเร็ว ความเร็วของสัญญาณอยู่ที่ประมาณ 8 นิ้วต่อนาโนวินาที ดังนั้นเพียงการลดขนาด ชิปที่เร็วขึ้นก็เป็นไปได้
คุณอาจต้องการตรวจสอบคณิตศาสตร์ของคุณเองโดยการคำนวณความแตกต่างในความล่าช้าในการขยายพันธุ์เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงบรรจุภัณฑ์และรอบที่ลดลง (1/ความถี่) นั่นคือเพื่อลดความล่าช้า/ระยะเวลาของกลุ่ม คุณจะพบว่ามันไม่ปรากฏด้วยซ้ำ ปัจจัยการปัดเศษ
สิ่งหนึ่งที่ฉันต้องการเพิ่มคือ IC จำนวนมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งการออกแบบรุ่นเก่าและชิปแอนะล็อก ไม่ได้ถูกลดขนาดลงจริงๆ อย่างน้อยก็ภายในองค์กร เนื่องจากการปรับปรุงในการผลิตแบบอัตโนมัติ บรรจุภัณฑ์จึงมีขนาดเล็กลง แต่นั่นเป็นเพราะแพคเกจ DIP มักจะมีจำนวนมาก พื้นที่ภายในที่เหลืออยู่ ไม่ใช่เพราะทรานซิสเตอร์ ฯลฯ มีขนาดเล็กลง
นอกเหนือจากปัญหาในการทำให้หุ่นยนต์มีความแม่นยำเพียงพอที่จะจัดการกับส่วนประกอบขนาดเล็กในการใช้งานหยิบและวางด้วยความเร็วสูงแล้ว ปัญหาอีกประการหนึ่งคือการเชื่อมส่วนประกอบขนาดเล็กได้อย่างน่าเชื่อถือ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อคุณยังคงต้องการส่วนประกอบขนาดใหญ่เนื่องจากความต้องการด้านพลังงาน/ความจุ การใช้ เทมเพลตการบัดกรีแบบพิเศษ, เทมเพลตการวางการบัดกรีแบบขั้นตอนพิเศษ (ใช้ปริมาณเล็กน้อยหากจำเป็น แต่ยังคงให้การบัดกรีที่เพียงพอสำหรับส่วนประกอบขนาดใหญ่) เริ่มมีราคาแพงมาก ดังนั้นฉันคิดว่ามีที่ราบสูงและการย่อขนาดเพิ่มเติมที่วงจร ระดับบอร์ดเป็นเพียงวิธีที่มีค่าใช้จ่ายสูงและเป็นไปได้ ณ จุดนี้ คุณอาจทำการบูรณาการเพิ่มเติมในระดับเวเฟอร์ซิลิคอน และลดความซับซ้อนของจำนวนส่วนประกอบแยกให้เหลือน้อยที่สุด
คุณจะเห็นสิ่งนี้บนโทรศัพท์ของคุณ ประมาณปี 1995 ฉันซื้อโทรศัพท์มือถือรุ่นแรกๆ จากอู่ซ่อมรถในราคาไม่กี่ดอลลาร์ต่อเครื่อง ไอซีส่วนใหญ่เป็นแบบรูทะลุ CPU ที่รู้จักและคอมแพนเดอร์ NE570 เป็นไอซีขนาดใหญ่ที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้
จากนั้นฉันก็ลงเอยด้วยโทรศัพท์มือถือรุ่นใหม่บางรุ่น มีส่วนประกอบน้อยมากและแทบไม่มีอะไรคุ้นเคยเลย ในไอซีจำนวนไม่มาก ไม่เพียงแต่ความหนาแน่นจะสูงขึ้นเท่านั้น แต่ยังมีการใช้การออกแบบใหม่ (ดู SDR) อีกด้วย ซึ่งช่วยลดปัญหาส่วนใหญ่ ส่วนประกอบแยกชิ้นที่ขาดไม่ได้เมื่อก่อน
> (ใช้สารบัดกรีในปริมาณเล็กน้อยตามต้องการ แต่ยังคงให้สารบัดกรีเพียงพอสำหรับส่วนประกอบขนาดใหญ่)
สวัสดี ฉันจินตนาการถึงเทมเพลต "3D/Wave" ที่จะแก้ปัญหานี้: บางลงในบริเวณที่มีส่วนประกอบที่เล็กที่สุด และหนาขึ้นในบริเวณที่วงจรไฟฟ้าอยู่
ปัจจุบันส่วนประกอบ SMT มีขนาดเล็กมาก คุณสามารถใช้ส่วนประกอบแยกจริง (ไม่ใช่ 74xx และขยะอื่น ๆ ) เพื่อออกแบบ CPU ของคุณเองและพิมพ์ลงบน PCB โรยด้วย LED คุณจะเห็นว่ามันทำงานแบบเรียลไทม์
ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ฉันชื่นชมการพัฒนาอย่างรวดเร็วของส่วนประกอบที่ซับซ้อนและขนาดเล็ก พวกมันให้ความก้าวหน้าอย่างมาก แต่ในขณะเดียวกันก็เพิ่มความซับซ้อนอีกระดับให้กับกระบวนการทำซ้ำของการสร้างต้นแบบ
ความเร็วในการปรับและจำลองของวงจรแอนะล็อกนั้นเร็วกว่าที่คุณทำในห้องปฏิบัติการมาก เมื่อความถี่ของวงจรดิจิทัลเพิ่มขึ้น PCB ก็จะกลายเป็นส่วนหนึ่งของการประกอบ ตัวอย่างเช่น เอฟเฟกต์ของสายส่ง ความล่าช้าในการแพร่กระจาย การสร้างต้นแบบของการตัดใดๆ เทคโนโลยี Edge ถูกใช้อย่างดีที่สุดในการออกแบบให้เสร็จสิ้นอย่างถูกต้อง แทนที่จะทำการปรับแต่งในห้องปฏิบัติการ
สำหรับงานอดิเรก การประเมินผล แผงวงจรและโมดูลเป็นวิธีการแก้ปัญหาการหดตัวของส่วนประกอบและโมดูลก่อนการทดสอบ
นี่อาจทำให้สิ่งต่างๆ หมด "ความสนุก" แต่ฉันคิดว่าการทำให้โครงการของคุณทำงานเป็นครั้งแรกอาจมีความหมายมากกว่าเพราะงานหรืองานอดิเรก
ฉันได้แปลงการออกแบบบางอย่างจากรูเจาะเป็น SMD สร้างผลิตภัณฑ์ที่ถูกกว่า แต่การสร้างต้นแบบด้วยมือไม่ใช่เรื่องสนุก ข้อผิดพลาดเล็กๆ น้อยๆ ประการหนึ่ง: “สถานที่ขนาน” ควรอ่านว่า “จานขนาน”
ไม่ หลังจากที่ระบบชนะ นักโบราณคดีจะยังคงสับสนกับการค้นพบของมัน ใครจะรู้ บางทีในศตวรรษที่ 23 Planetary Alliance จะนำระบบใหม่มาใช้...
ฉันไม่สามารถตกลงกันได้มากกว่านี้ ขนาดของ 0603 คืออะไร แน่นอนว่าการเก็บ 0603 ไว้เป็นขนาดจักรวรรดิและการ “เรียก” ขนาดเมตริก 0603 0604 (หรือ 0602) นั้นไม่ใช่เรื่องยาก แม้ว่าอาจผิดพลาดทางเทคนิคก็ตาม (เช่น: ขนาดที่ตรงกันจริง - ไม่ใช่อย่างนั้น) อยู่แล้ว เข้มงวด) แต่อย่างน้อยทุกคนก็จะรู้ว่าคุณกำลังพูดถึงเทคโนโลยีอะไร (เมตริก/จักรวรรดิ)!
“โดยทั่วไปแล้ว ส่วนประกอบแบบพาสซีฟ เช่น ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ และตัวเหนี่ยวนำจะไม่ดีขึ้นถ้าคุณทำให้มันเล็กลง”