《電子技術(shù)應(yīng)用》
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在TI 數(shù)字成像芯片的制作過程與眾不同

2017-04-19
關(guān)鍵詞: DLP 芯片 晶圓 半導(dǎo)體

Jeff Marsh把自己看作一名“戲法大師”,。他是德州儀器(TI)的DLP產(chǎn)品工程設(shè)計經(jīng)理,監(jiān)督檢查DLP芯片制作的每一步。

在TI 數(shù)字成像芯片的制作過程與眾不同 

“我要同時應(yīng)對很多獨(dú)特的挑戰(zhàn),,”Jeff說,,“不過在TI工作了20年后,,我現(xiàn)在做的還算得心應(yīng)手,。”

“得心應(yīng)手”也許還是一個謙虛的說法,。

自從Larry Hornbeck博士在1987年發(fā)明第一塊DLP芯片以來,,新版本的DLP半導(dǎo)體芯片已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用。數(shù)字微鏡器件(DMD)的發(fā)明本身徹底改變了電影業(yè),,為Hornbeck博士贏得了學(xué)院獎*,,以獎勵他所發(fā)明的、用于TI DLP Cinema投影中的DMD,。

DLP技術(shù)還實(shí)現(xiàn)了今天的工業(yè)用高速3D打印機(jī)和手持式近紅外(NIR)光譜分析儀,,推動了汽車行業(yè)中抬頭顯示(HUD)解決方案的發(fā)展,并且打開了諸如頭部安裝或可穿戴顯示等方面的小型尺寸應(yīng)用,。

這些產(chǎn)品應(yīng)用的核心是DMD,,它覆蓋著數(shù)百萬個控制和反射光線的微鏡的微型芯片。

芯片化,,還是非芯片化,?

從頭開始創(chuàng)造一款全新的DLP芯片是一個持續(xù)改良和創(chuàng)新的過程,而源頭則是一個核心問題:它是為了什么樣的商業(yè)需求而服務(wù),?

“設(shè)備廠商熱衷于把DLP芯片集成到所有設(shè)備中——從超級移動顯示到高分辨率紫外線(UV)3D打印機(jī),,因而我們對于客戶需要的了解就變得十分重要,”Jeff說,,“我們必須知道產(chǎn)品需要能夠?qū)崿F(xiàn)哪些功能,,以及為了滿足這些要求我們的芯片設(shè)計人員和工程師們必須將哪些特性包含在他們的產(chǎn)品中?!?/p>

就像一個復(fù)雜拼圖一樣,,在能夠設(shè)計出一個可行芯片并最終批量生產(chǎn)之前,有一些特性必須先確定,,比如尺寸,、成本和分辨率。

在TI 數(shù)字成像芯片的制作過程與眾不同

芯片制造的“秘密武器”

也許,正是我們制造芯片的方式讓我們的DLP芯片如此特別并帶有極深的TI印記,。正如Jeff輕松證實(shí)的那樣,,這是半導(dǎo)體工程設(shè)計領(lǐng)域內(nèi)的獨(dú)門秘笈。

“我經(jīng)常會被問‘你到底是如何將這些微鏡放置在這個器件上的,?’”他說,“有些人也許認(rèn)為我們用鑷子將它們機(jī)械地組裝在器件上,,或者在顯微鏡的幫助下使用一個機(jī)器人進(jìn)行組裝——但不好意思,,完全不是?!?/p>

所有DLP芯片最初都是從一個標(biāo)準(zhǔn)互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)晶圓開始,。這些晶圓組成了存儲單元陣列,它們將最終決定微鏡如何以及何時傾斜,。

之后才是獨(dú)家“魔法”——“我們在存儲單元上搭建了一個結(jié)構(gòu),,不過我們的搭建方式是使用一系列的金屬鍍膜、蝕刻和光刻,,以搭建一個3D微鏡陣列,,”Jeff說,“所以,,雖然我們使用的是標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體設(shè)備和處理工藝,,我們的操作方式卻要優(yōu)于傳統(tǒng)使用方法,從而讓我們得以與眾不同,?!?/p>

芯片制造的旅途仍在繼續(xù)

在經(jīng)歷了漫長的開發(fā)、設(shè)計和測試之旅后,,下一步就到了生產(chǎn)制造,。但這并不是終點(diǎn)。Jeff說,,他和他的團(tuán)隊仍然保持著活力,,幫助客戶解決全新DLP芯片使用過程中有可能遇到的挑戰(zhàn)或難題。

“我們在組裝期間始終監(jiān)視性能,,并且監(jiān)視產(chǎn)量,,以確保我們將客戶需要的產(chǎn)品交付到他們手中?!盝eff表示,。

此外,不論是更低功耗,、更高亮度,、提高的分辨率,還是更小封裝,,推動創(chuàng)新,,所有這些以創(chuàng)造出更新DLP芯片,、滿足客戶的新需要,尋找全新潛在應(yīng)用為目的的過程將永不停歇,。

*Larry HornBeck博士在2014年被授予科學(xué)與技術(shù)學(xué)院功績獎(奧斯卡小金人),,以表彰他發(fā)明的,用于DLP Cinema 投影領(lǐng)域的數(shù)字微鏡器件 (DMD) 技術(shù),。


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