利用黄金,打造的芯片的极限性能!.doc
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1、利用黄金,打造的芯片的极限性能!唐代文学家陆龟蒙的黄金诗称“自古黄金贵,犹沽骏与才”,这句话在 1000 多年后的今天竟然依然没过时。黄金因其特有的天然属性,即使在经济十分繁荣的今天,既是储备和投资的特殊通货,又是首饰业的“霸主”,甚至是电子业、现代通信、航天航空业等特殊行业它也是重要材料。利用黄金,打造的芯片的极限性能!在电子设计领域,可能对部分音响发烧友的工程师朋友来说,黄金在电子产品中的应用印象大概来自那个音频信号“无损”传输高保真音响顶配的镀金音频线开始。更多的工程师,是从坊间芯片提炼黄金的媒体报道中获知。其实,我们身边不乏这样的“黄金芯片”,ADI 发布的 RF MEMS 开关再次将
2、黄金的优良金属性能在芯片中的应用发挥到极致。我们不妨来看看这些黄金造的芯片过人之处。神秘黄金结构件打造革命性的开关性能ADI 发布宣称革命性的两款RF MEMS 开关带集成驱动器的 0Hz 至 13GHz MEMS 开关 ADGM1004 和集成驱动器的 DC 至 14GHz 单刀四掷 MEMS 开关 ADGM1304。MEMS 开关的关键优势是它在一个非常小的表贴封装中实现了 0 Hz/dc 精密性能、宽带RF性能以及比继电器优越得多的可靠性。此外,该系列 MEMS 开关设计固有的“逆天”性能还表现如下:精密直流性能:已实现 机械继电器,后者的额定循环次数通常少于 1000 万次。功率处理(
3、RF/dc):已在全部工作频段上测试了 40dBm 以上的功率,在较低或较高频率时性能不下降。对于直流信号,该开关技术允许 200mA 以上的电流通过。上面这些性能无疑都是非常出色的,这也是为什么过去 30 年来 MEMS 开关一直被标榜为性能有限的机电继电器的出色替代器件因为它易于使用,尺寸很小,能够以极小的损耗可靠地传送 0Hz/dc 至数百GHz信号,有机会彻底改变电子系统的实现方式。但由于传统工艺的局限性,这种美好的性能一直也只能是一种想象,而 ADI 推出的这两款芯片第一次真正的实现了商业化的应用。而在里面发挥关键作用的,就是下图的黄金打造的 MEMS 悬臂开关梁。图1:MEMS开关
4、芯片中的关键结构件镀金MEMS悬臂开关梁。习惯于电路设计的工程师,可能并不习惯 MEMS 芯片内部的结构件,事实上每一个 MEMS 器件都拥有大量的机械结构部件。上图展示的就是被 ADI 工程师们私下称为“金手指”的黄金悬梁臂结构件显微图,仅厚 6 微米的小巧结构有 5 根手指(触点),而这是该开关器件能成为业界革命性产品的关键,ADI 投入了大量资金研发镀金技术,借助专门的 MEMS 生产线打造这些高度一致的产品。“金手指”采用静电动作方式,在悬臂梁下方施加高压直流电压以控制开关导通。当导通时,静电吸引力将悬臂拉下来,全部 5 个触点都降下来,每个触点的导通电阻均为 5 欧姆,组合后,整体导
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