不同于数位晶片、随机存取记忆体(RAM)均须倚赖奈米先进製程,才能提高逻辑密度及运算效能,同时减轻功耗、尺寸及生产成本;PMIC等各种类比晶片对电晶体密度的要求则较低,反而着重在晶圆后段导线製作或深沟层隔离(Deep Trench Isolation, DTI)等技术,以改善导通电阻(RDS(ON))及各种操作特性,因此主流製程仍停留在0.18微米以上,晶圆尺寸也还在用六吋、八吋方桉,每2年晶片体积微缩比率仅有10~25%。
然而,杨登棠分析,目前行动装置PMIC内部至少都有二十到五十个功能区块,且接脚数超过两百个;加上晶片商正致力研发类比/数位异质晶片整合型PMIC,而新增的MCU、DSP、杂讯消除IC等数位核心一定要以先进製程来做才能发挥经济效益,在PMIC整合度不断翻升之下,朝奈米製程演进的需求已开始涌现。同时,相关大厂考量先进製程成本较高,更研拟在2~3年内全面改搭12吋晶圆生产,将晶片产出数量提升两倍以上,进而缩减10%左右的量产成本。
据悉,Dialog最新PMIC已整合多颗整流器(Regulator)、低压差线性稳压器(LDO)、通用序列汇流排(USB)介面、立体声音讯编码器(Audio Codec)和其他驱动IC,足见异质整合PMIC设计热潮已开始在业界发酵。
因应新世代PMIC製作需求,杨登棠透露,联电将部署0.11微米、65/55奈米BCD(Bipolar-CMOS-DMOS)等多元製程。其中,0.11微米方桉已开始试产,今年底将正式上线,该公司旗下七个八吋晶圆厂将有五个支援此製程节点,至于65/55奈米BCD方桉则是未来主攻重点,将持续加码投资。此外,联电近期还与一家晶片厂携手合作90奈米客製化PMIC製程,并已进入测试阶段。
拓墣产业研究所半导体中心研究员许汉州补充,从台积电、联电和格罗方德(GLOBALFOUNDRIES)等晶圆代工大厂的角度来看,行动装置或更前瞻的穿戴式电子产品基于尺寸、电容量和成本限制,除刺激应用处理器、通讯处理器加速整合外,亦将驱动PMIC成为系统另一个关键核心,逐步整併其他控制IC或数位硅智财(IP),以实现轻薄、低功耗的高整合设计架构。