С тем, как все движется, с каждым годом все больше и больше функций переходят в один чип. Тем не менее, одна вещь, которая, кажется, остается совершенно нетронутой, это устройства MEMS, такие как акселерометры и гироскопы.
Несмотря на то, что многие классы устройств практически требуют акселерометров, интеграция MEMS в чипы кажется удивительно редкой, за исключением нескольких дорогих (и слабых) выбросов от ST и Bosch. Я предполагаю, что причина техническая.
В частности меня интересуют следующие вопросы:
- Что делает их такими редкими?
- Влияют ли на это различия в процессах?
- Как существующие компоненты обходят эти проблемы?
Ответы:
Если вы имели в виду ваш вопрос как «почему мы не интегрируем их в полноценный SOC», то, боюсь, я не совсем отвечу на ваш вопрос ниже. Else:
В дополнение к причинам, уже приведенным здесь, они не просто требуют дополнительных шагов, а идут на компромиссы. Другими словами, ваша часть MEMS не будет настолько хорошей (или дешевой), когда она интегрирована с CMOS, чем была бы, если бы это было сделано с помощью отдельного процесса. CMOS также не будет так же хорош, как выделенный процесс CMOS (например, этапы нагрева вашей детали MEMS могут повлиять на допинговые профили ваших устройств CMOS. Многие этапы резки, такие как плазменное травление, DRIE и т. Д., Используют большие поля и могут вызвать зарядить, чтобы повредить устройства). Однако это сделано: возьмите этот пример с датчиков давления Melexis MLX90807 / MLX90808 ( источник ).
Из-за этого зачастую дешевле просто использовать разные процессы и подключать их в комплекте. Вот пример для mCube ( источник ). Вы можете увидеть два кубика на верхнем левом рисунке. Согласно источнику, верхняя матрица соединена с нижней через кремниевые переходы.
Пример, где соединительные провода используются для соединения нескольких кристаллов ( источник ):
источник
По той же причине, по которой вы не находите память DRAM внутри контроллеров: шаги процесса для их создания слишком отличаются от стандартного процесса CMOS.
Даже добавление чего-то вроде OTP к устройству может означать дополнительные 4 или 5 шагов процесса, которые делают чипы более дорогими.
Я не знаю, является ли EEPROM эффективным с точки зрения затрат или они добавляют их, потому что в противном случае они не могут конкурировать с микроконтроллерами, у которых они есть.
источник
Там нет спроса на них.
Да, процессы отличаются. В MEMS используются такие технологические этапы, как DRIE и мокрое травление, которые не нужны для обычных микросхем. Включение этих шагов является (чрезвычайно) дорогостоящим.
Существующие компоненты не обходят эту проблему, они сосредоточены на том, чтобы быть компонентами, где есть достаточный спрос, чтобы (мы надеемся) компенсировать рост цены, вызванный дополнительными этапами процесса.
источник
Поскольку акселерометрам и гироскопам нужна инерционная масса, чем выше масса, тем выше чувствительность датчика. Чем выше масса, тем выше размеры. Включение в чип увеличивает стоимость больше, чем любая другая периферия.
источник