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是德科技:磷化銦工藝“飛入”中端示波器

2015/3/11

S系列示波器重在ADC
      熟悉是德科技產品線的用戶可能會發現,Infiniium系列包含三個系列:V系列、Z系列和S系列,除了S系列,V系列和Z系列均采用了磷化銦工藝。原因何在?是德科技大中華區市場經理杜吉偉解釋,“磷化銦半導體工藝本質上是壹種射頻微波技術,我們不僅把它用在高端示波器上,還用在誤碼儀、頻譜儀,以及PNA網絡問題儀上,這些都屬於最高精尖的儀器。而Infiniium S系列示波器頻寬是500兆到8G,磷化銦工藝用在裏面效果也不是很明顯。S系列示波器的最大改進是ADC,其采用10-bit,40G采樣的ADC,重新設計了前置電路,把本底噪聲降到最低,因此電壓完整性在業界最好。”

 

獨有的高速串行觸發
      示波器的主要功能是發現故障並找到故障,調試中觸發功能很重要,示波器觸發能力壹定要強才能準確判斷故障,因此V系列示波器用硬件設計了壹觸發模塊,專門針對高速串行總線或接口的調試驗證和故障定位,其速度高達12.5Gbps ,能夠支持的觸發序列長度達160-bit。當工程師遇到測試132-bit USB 3.1(128b/132b)和130-bit PCIe Gen 3(128b/130b)符號時再也不用擔心無法測量了,V系列完全滿足測試要求。

 

是德科技大中華區市場經理杜吉偉


磷化銦之路:十年走來不容易
      測試儀器使用的工藝分為兩種,壹種是磷化銦工藝,壹種是鍺矽工藝,其中是德科技使用的是前者,而其它公司采用的是後者。從高端儀器的技術參數可以看出磷化銦工藝起到了重要作用,但是為什麽還有人壹直堅持鍺矽工藝,究竟是成本無法承擔還是技術無法超越?杜吉偉給出了答案,“壹是生產線的問題,很多儀器公司都是Fabless模式,沒有自己的生產線,需要代工廠代生產,如果儀器的產量很小的話,基本無法養活壹個晶圓廠,而是德科技有多種高端的儀器來支持自己的生產線,因此可以大力發展磷化銦工藝;二是技術門檻的問題,磷化銦工藝是壹種偏向射頻微波的技術,門檻非常高,我們從80年代開始研發磷化銦半導體工藝,很多技術細節花了十年的時間才完善,比如散熱問題。”

 

 

      從上圖可以看出,磷化銦半導體工藝裏面的核心技術封裝在壹個模塊裏面,其中有五個磷化銦芯片,而且是壹個三維立體的電路,最後用壹個金屬蓋把它蓋上,蓋上的好處就是裏面的信號不能幹擾外面的信號,外面的信號也進不去。裏外無法互通幹擾自然沒有了,但是散熱怎麽辦?杜吉偉指出,“我們經過十年的研發,後來找到壹種半導體散熱材料叫氮化鋁,它的散熱系數和矽的散熱系數相同,也就是說氮化鋁在發熱的時候和矽保持同步膨脹,因此可以保證PCB板不會裂。對於核心部分我們采用的是混合技術,局部電路用砷化鎵,因為不同頻段使用不同的半導體工藝和半導體材料才能達到最佳效果,這樣可以保證功耗最低。”

 

軟硬通吃只因為實力
      軟件仿真在電路設計中起著舉足輕重的作用,尤其在微波射頻設計中所占的比例更高,隨著用戶對降低成本的期望越來越高,在整個研發周期裏面,研發人員的目標是要把仿真所占比例從30%提高到50%,甚至更高,這樣才能降低成本提高速度。“我們是唯壹壹家廠商可以同時做仿真軟件,物理層測試儀器,協議層測試儀器,時域頻域合規測試。如果用我們的ADS仿真軟件,我們能夠保證用戶在仿真的時候就可以做合規測試,因為兩者都是我們的。”杜吉偉最後強調。