ReRAM+BCD
芝能智芯出品
在半導體領域，Weebit Nano和DB HiTek的戰略合作宣布為電源管理半導體設計帶來了革命性的改變，將Weebit的電阻式隨機存取存儲器（ReRAM）成功集成到DB HiTek的130nm雙極-CMOS-DMOS（BCD）工藝中，標志著在模擬、混合信號和電源設計半導體領域邁出了重要一步。
一）單片集成與設計簡化
通過ReRAM和BCD技術的協同作用，通關鍵目標之一是實現單片集成，讓模擬、數字和功率組件能夠無縫地共存于同一芯片上，不僅僅簡化了設計流程，還提升了整體系統性能，高度集成的電路將降低與外部組件和多個芯片相關的復雜性。
DB HiTek采用Weebit的ReRAM可看作是未來行業廣泛采用的早期指標。這一合作為其他代工廠和半導體制造商探索將Weebit的ReRAM集成到其工藝中奠定了先例，進一步加速了行業向先進半導體解決方案邁進的步伐。ReRAM的多功能性，將其定位為跨多種應用的解決方案。從消費電子產品到工業系統和物聯網（IoT）設備，ReRAM的適應性使其成為新興技術和下一代電子設備的首選存儲技術。這種多功能性為各個行業的創新和定制開辟了新的可能性。作為一種BEOL技術，ReRAM集成在半導體制造的后期階段。這種集成方式簡化了整個過程，避免了對前端組件的干擾，并允許直接合并到現有的BCD流程中。ReRAM的簡單堆棧設計有利于其在BEOL中的無縫集成，而無需進行大量修改。ReRAM易于集成，加上其高耐用性、高溫可靠性和低功耗的特性，使其成為BCD工藝中優于閃存的有利選擇。簡化的集成工藝和減少的工藝調整需求提高了半導體設計的整體效率和性能。
ReRAM與DB HiTek的BCD工藝的集成為半導體生態系統帶來了多項關鍵優勢：
●?經濟高效的制造：Weebit的ReRAM技術在制造過程中僅需要2個額外的掩模，而閃存則需要10多個，直接影響制造成本和周期時間。
●?增強的系統集成：ReRAM集成在BCD工藝中，使模擬、數字和電源組件能夠在單個芯片上無縫共存，簡化了設計過程。
●?能源效率：利用ReRAM的低功耗特性與BCD工藝的電源管理功能相結合，提高了整體能源效率，特別適用于功耗是關鍵因素的移動應用。
●?多功能性和定制化：合作使半導體設計人員能夠根據特定應用需求靈活地定制集成電路。
從消費設備到工業控制系統和物聯網設備，BCD工藝中ReRAM的優勢將推動創新浪潮，塑造半導體設計的未來。
二）PMIC的改變
PMIC（電源管理集成電路）在現代電子系統中無處不在，每個電子設備都依賴于它們，PMIC的任務是控制系統內電力的流動和方向，為系統中的每個芯片設置電壓電平（例如，3.3V、5V等），包括CPU、數模轉換器（DAC）、模數轉換器（ADC）和輸入/輸出（I/O）設備。由于這些組件之間的電壓通常存在差異，許多產品內部使用多種電壓，而PMIC可確保為每個組件提供正確的電壓。此外，PMIC還充當從外部電源（如電池或墻壁插座）到各種組件的導管。PMIC的組合功能需求，通常使用BCD（雙極-CMOS-DMOS）技術，使得在同一芯片上集成模擬元件（雙極）、數字元件（CMOS）和高壓晶體管（DMOS）成為可能，簡化了整個設計過程，為設計人員提供了在同一芯片上集成PMIC、模擬和電源組件的優勢。
隨著產品的復雜性增加，PMIC在更復雜的系統中的工作也變得更具挑戰性。為了應對多種需求，現代PMIC具有預編程和可調節的功能，并支持現場升級。這使得它們能夠適應各種不同的要求，為不斷變化的電子系統提供靈活性。到2026年，PMIC市場預計將增長至超過256億美元，其中移動/消費類市場占據最大份額。多通道PMIC，尤其是需要為各種負載提供不同電壓的多通道PMIC，在這一增長中占據主導地位。汽車和工業應用預計將是增長最快的領域，主要受到高級駕駛輔助系統（ADAS）和電動汽車中廣泛使用的PMIC的推動。
電源管理在過去，主要目標是簡單地調整電壓以滿足產品要求，隨著電子復雜性的增加，PMIC逐漸引入了非易失性存儲器（NVM）來管理電壓調整。最初，簡單的EEPROM被用于此目的，但隨著時間的推移，PMIC內部的NVM功能變得越來越重要。隨著NVM在PMIC中的重要性增加，業界正在尋找替代嵌入式閃存的新技術。BEOL（后端）NVM技術成為備受關注的選擇。BEOL NVM技術無需與其他模擬組件妥協，可以在后端制造線上集成。作為一種BEOL NVM技術，鐵電RAM（FRAM）是一種選擇，但其無法滿足高溫要求。磁阻RAM（MRAM）作為一種BEOL技術，通常能夠承受高溫。然而，MRAM的復雜性和高昂的制造成本使其不太適合模擬市場。
通過其簡化的集成和經濟高效的制造，為PMIC和模擬電源管理組件提供了一種有前途的替代方案。?
