EN
Naisc Ghasta
Ní mór do chipileanna IC leictreonaigh fáilte a dhéanamh go hinmheánach i suíomhanna tionsclaíochta áit a bhfuil siad ag fáil teacht ar gach cineál coinníollacha tromchúiseacha cosúil le éagsúlachtaí teasa fhiabhracha, croith leanúnach, agus garda leictreamhnaiteach a chuirfidh isteach ar shínigh. Nuair a theipeann na chipileanna seo, stopann línte táirgeachta ar fad nó bíonn trioblóid le córais slándála. De réir taighde ón Institiúid Ponemon anuraidh, bíonn costas timpeall $740k ar gach turgnamh ar fhirm. Chun deimhniú a thabhairt go mbeidh comhbháis ann le linn a saoil ionchuimhnithe, cuireann déantóirí iad tríd thástálacha géarchéime cosúil le Tástáil Beatha Oibre Teasa Ard agus próisis Rothlaithe Teasa. Cabhraíonn na próisis seo chun deimhniú a thabhairt go mbeidh na codanna in ann níos mó ná 100 míle uaire a sheasamh fiú nuair a théann an scéal go dona. Gairm gearrógail otharcheart ceangail Chomhtháite mar shampla. Caithfidh iad caithfear na caighdeáin AEC-Q100 a aimsiú, rud a chiallaíonn go gcaithfidh a bheith níos lú ná gléas mídhligthe amháin as gach milliún a ghainneadh, rud a chaithfidh a bheith fíor ar feadh 15 mbliana ar a laghad saoil seirbhíse i ngluaisteáin.
De ghnáth éilíonn córais thionsclaíocha sealbhú 10–15 bliain, a bhfuil i bhfad níos faide ná na cyeilc 3–5 bliana atá coitianta i leictreonachas ionadúla. Áfach, rinne 40% de chuideachtaí tionsclaíocha béim ar mhíchumais comhbhunúsán in 2022 mar gheall ar mhonarálaithe a bhí ag cur deireadh le cnódanna seanphointe seimsitheoir (IHS Markit). Chun riscanna dar le seasamh a laghdú, ba cheart do ingineoirí:
Bhain solúbhair uathleanúcháin thionsclaíoch leading 98.7% creidhmhíochta réimse thar 12 bliain ag úsáid MCUs 40nm a táirgeadh trí dhá fhoinse táirgeachta. Bhí straitéisí eiteogaile san áireamh:
| Straitéis | Toradh |
|---|---|
| Cáilíochtú go MIL-STD-883 | 62% níos lú mítheicneolaíochtaí dar le teocht |
| Athdhúbailt il-léir | failóireacht 12 nóiméad le linn laghdaithe voltáiste |
| Tástáil teasa ar leibhéal na ndíon | Brath luath ar dhoiléirithe (<50ppm) |
Laghdaigh an cur i bhfeidhm gan phleanáil seo 210 uair sa bhliain in aghaidh gach líne táirgeachta.
Chun athdeisiúna daor a sheachaint ó dhíontar IC, molann soláithrítí Leibhéal-1:
Caithfidh chip ciorcuit phróiseálaí (IC) indistriúla a n-ionnmhasanna voltáiste a choinneáil laistigh de thart ar cúig gcéad in aghaidh an chéid os cionn nó thíos de luach a bhfuil siad rátaithe air nuair a oibríonn siad faoi scrainte luchta a d'fhéadfadh teacht go dtí 150% den luach a bhfuil siad rátaithe air. Seo mar shampla ciorcuit phróiseálaí rialaithe mótar a úsáidtear i bhfoinseanna déanta uathoibríocha. Caithfidh na comhpháirteanna seo reacht leanúnach a sholáthar fiú nuair a tharlaíonn athruithe toirt ar an bpointe maidir le lucht an iarraidh. Mura bhfuil sé sin déanta, d'fhéadfadh an mallacht shínigh dul thar 3% THD (Iomlán Mallachta Harmónach). Agus is féidir leis an mhallacht chiallmhar seo córas cumarsáide tábhachtacha a mhilleadh amhail prótacal CAN bus a bhfuil iliomad maonais indistriúla ag brath air chun feidhmiú i gceart.
Minic a théann teimpléid i ngnéithe tionsclaíoch thar 125 céim Chelsius, mar sin ní mór do chiorcail bhointéasta bainteach le teasnóid shó-150°C chun oibriú go cruinn. D'fhorléirigh taighde ón mbliain seo caite go laghdú cóimheáil theasa faoi thuirlinge teasa ar mhéid timpeall 0.3 milliméadar le comhréir 8:1 an fhachtóir cóimheáil theasa faoi thriú na meán nuair a chuireadh i gcomparáid le leaganacha bord traidisiúnta. Tá ardú ar an gcineál seo feabhsaithe dearadh ag teacht chun cinn mar ghné mhór tábhachtach do rialtóirí loighce clárchiseofa atá ag obair i gcoinnelláin an-tioite cosúil leo siamsaíocht iarann á dhéanamh áit a bhfuil bainistiú teasa in ann an difríocht a dhéanamh idir oibríocht éifeachtach agus neamhfheidhmiú an mhaisinse.
I gléasanna IoT industrialta, tá ríomhrochtain fuinnimh dinimiciúil ríthábhachtach. Is féidir le MCU 40nm atá ag rith ag 1.2V laghdú a dhéanamh ar thuirbheacha gníomhacha um 58% ag baint úsáide as teicnící dúnadh cloc. Ar an láimh eile, méadaíonn fhorúsú staitciúil i n-aimplíochtaí 28nm go easnamhach os cionn 85°C, agus seo feabhas 23% den úsáid fuinnimh iomlán i mbonn sonraí atá i gcónaí ar siúl.
Oibríonn dearadóirí eifficiúlacht ar fheabhsú trí ísliú voltáis (go 0.95V de réir ainmniúcháin) a chomhcheangal le scáláil minicíochta oiriúnach. Coinníonn an cur chuige seo 92% den fheidhmíocht mhionsonraithe agus laghdaíonn sé disscaoileadh fuinnimh um 41%, cothramú a bhfuair cadhreachtú i gcur i ngníomh uirlisí tástála uathoibrithe ag minicíocht bunaidh 200MHz.
I saol na heilictróineáin éigeandála, bíonn cuideachtaí ag fanacht le próisis déantúsaíochta seimsheolaíochta níos sine ar nós 40nm agus 65nm seachas dul i ngleic leis an gceann is nuashamhlaithe (neonanna faoi 7nm). Cén fáth? Mar tá na teicneolaíochtaí seo níos sine críochnaithe go maith thar am nuair a bhaineann sé le hinseanraíocht fhadtéarmach agus tacaíocht cheart ar feadh a saoil. Nuair a féachtar ar sonraí ó 2025, léirítear an treandialainn seo go soiléir — thart ar seacht as deich chóras chomhtháite áirithe do thionscail (ASICs) déanta ar neodaimh 28nm nó níos mó. An príomhfáth? Tá ráta míbhunánachtaí thógtha faoi 0.1% ag na próisis seo mar gheall ar a gcuid chip. Tá ceart go leor, úsáideann na neodaimh nua-aimseartha cumhacht níos lú, rud a dhéanann dea-thionchar ar pár. Ach tá locht air sin. Ní oibríonn siad go maith lena ngreim theasa. I bhfoincill áit a bhféadfadh an teocht ardú go mór, bíonn fadhbanna níos mó ag na chipanna forbartha seo le fuibhis teasa agus aoisíonn siad níos tapa ná a gcuid comhghleacaithe sine.
Is minic a éiríonn toradh wafair le haghaidh nódanna bán leictreoiniceacha os cionn 98%, rud a bhfuil go mórúil níos fearr ná an raon gnách 75 go 85% a fheictear i bpróisis mhonaraithe sub-10nm. Tugann an difríocht seo leithscéal d'fhormhéidí ar chostais mhonarchais agus déanann sé an tionscail soláthair níos stadóige go iomlán. Nuair a bhreathnaítear ar chéimeanna teipthe i rith oibre i ndáiríre, taispeánann ionaim cheall 40nm de ghnáth thart ar 15 teiptheadh in gach billiún uair an chloig oibre. Tá sé seo an-deas nuair a chuireannar béim ar nódanna chasta a bhfuil thart ar 120 FIT acu faoi na coinníollacha oibre céanna. Cén fáth atá taobh istigh den bhfadbh oiriúnachta seo? Bíonn dearbhaí simplí compordacha ag nódanna áirithe agus tá níos lú éagsúlachta le linn an phróisis mhonaraithe, rud a dhéanann iad níos oiriúnaí go bunúsach i praisnis.
| Cineál Pacáiste | Inscartha Teasa (°C/W) | Max Témpa Oibrithe | Cás Úsáide Tionscalta |
|---|---|---|---|
| QFN | 35 | 125°C | ICs smachtuithe mótar |
| BGA | 15 | 150°C | FPGA do roboitice |
| To-220 | 4 | 175°C | Bainistíocht Fuinnimh |
Tairníonn pacaí cearamaice, cosúil le BGA, caiteáil teasa cúig uair níos fearr ná QFNs plastaigh, rud a dhéanann iad den chuid is fearr do fheidhmchláir ina bhfuil droichead mar shampla feinseoirí ola agus gás.
Laghdaigh fabhróir ionramhaíocht tionsclaíochta ardúlach an méid theipthe ar fáil in ionsaitheacha um 40% trí MCUs 40nm a chur le BGAs leabhartha teasa seachas chipile 28nm i bpacáistí QFN. Sheol an réiteach tréimhsha seirbhíse 12 bliana agus airbreodh sé os cionn 10,000 uair thart ar chuimsithe teasa, ag taispeáint conas go ndéanann comhtháthú straitéiseach nód-pacáiste airdneacht a fheabhsú i suíomhanna tionsclaíocha dúshlánaí.
I dtionscadail tionscail, bíonn deacrachtaí saincheaptha uathu go minic ar chuideachtaí ICanna atá déanta ar cheal a sheasann suas do theasaíochtaí éagsúla ó -40 céim Celsius go dtí 150 céim, agus ina measc séideanna a fhéadfadh teacht orthu, agus a oibríonn le protacóil cumarsáide éagsúla. Mar shampla, i gcás rialaitheoirí líonra slinne, de ghnáth tá ort ICanna láidre le comhéadanacha cuimhne a chorrigeann earráidí. Faoi láthair, bíonn orcaíocht ar bhonn fionnaimh den chuid is mó ag baint le próiseálóirí ábhartha ina bhfuil am freagairte níos lú ná 50 micreo-soicind. Nuair a mheaitheann tú na comhbhunchomhairleanna seo go cruinn leis an úsáid a bhfuil siad ceaptha dóibh, laghdaíonn sé sin an obair athdhéanta daor a dhéantar nuair a chuirtear IoT tionscail i bhfeidhm. Taispeánann an Leabhar Réamhscríofa um Chórais Imlite na 2023 go mbíonn beartú ar thriúr an chostais atá caillte ar athdhéanamh nuair a dhéantar an meiteáil cheart.
Cuireann réitigh SoC gach rud le chéile - próiseálaithe, tosaithe analógacha, bainistíocht cumhachta go léir i gciorc nó ionad amháin. Laghdaíonn sé seo ar spás an bhord ar áid mhór idir 40 agus 60 faoin gcéad, rud a léiríonn tionchar suntasach. Ach tá locht air: thart ar 18 go 24 mí a thógann tógáil acu. Ar an taobh eile, cuireann ICanna dífraithe deis do ingineoirí comhbhiontaithe a nuashonrú ar leithligh, rud atá an-tábhachtach nuair a bhíonn dealbhaí seanmhéarchlár ann. Tá siad 25% níos costasaí timpeall i gcospair BOM, ach tugann déantúsóirí a dtáirgeanna ar an margadh 50% níos tapa. De réir sonraí an tsaothair ón mbliain seo caite, níos mó ná leath (go beacht 63%) de na hathchóirithe CNC a úsáidtear píosaí dífraithe. Tugann sé seo cúl le fada, mar oibríonn go leor siopaí fós le meaisíní reatha agus suímh bogearraí.
Cé go mbíonn praghsanna aonaid do chiorcuit idirghabhálacha (ICs) inmhéanach idir $8.50 (28nm MCUs) agus $220 (FPGAs neamhshábháilte ó ghathú), cuimsíonn costais iomlána tástáil cáilitheachta (meán $740k, de réir Ponemon 2023) agus tacaíocht fhadtéarmach ar feidhmiúlacht. Taispeánann anailís ar an tionscal go laghdaíonn roghnú oiriúnaithe IC costais feidhmiúlachta um 22% trí: