不同于數位晶片、隨機存取記憶體(RAM)均須倚賴奈米先進製程,才能提高邏輯密度及運算效能,同時減輕功耗、尺寸及生產成本;PMIC等各種類比晶片對電晶體密度的要求則較低,反而著重在晶圓后段導線製作或深溝層隔離(Deep Trench Isolation, DTI)等技術,以改善導通電阻(RDS(ON))及各種操作特性,因此主流製程仍停留在0.18微米以上,晶圓尺寸也還在用六吋、八吋方桉,每2年晶片體積微縮比率僅有10~25%。
然而,楊登棠分析,目前行動裝置PMIC內部至少都有二十到五十個功能區塊,且接腳數超過兩百個;加上晶片商正致力研發類比/數位異質晶片整合型PMIC,而新增的MCU、DSP、雜訊消除IC等數位核心一定要以先進製程來做才能發揮經濟效益,在PMIC整合度不斷翻升之下,朝奈米製程演進的需求已開始涌現。同時,相關大廠考量先進製程成本較高,更研擬在2~3年內全面改搭12吋晶圓生產,將晶片產出數量提升兩倍以上,進而縮減10%左右的量產成本。
據悉,Dialog最新PMIC已整合多顆整流器(Regulator)、低壓差線性穩壓器(LDO)、通用序列匯流排(USB)介面、立體聲音訊編碼器(Audio Codec)和其他驅動IC,足見異質整合PMIC設計熱潮已開始在業界發酵。
因應新世代PMIC製作需求,楊登棠透露,聯電將部署0.11微米、65/55奈米BCD(Bipolar-CMOS-DMOS)等多元製程。其中,0.11微米方桉已開始試產,今年底將正式上線,該公司旗下七個八吋晶圓廠將有五個支援此製程節點,至于65/55奈米BCD方桉則是未來主攻重點,將持續加碼投資。此外,聯電近期還與一家晶片廠攜手合作90奈米客製化PMIC製程,并已進入測試階段。
拓墣產業研究所半導體中心研究員許漢州補充,從臺積電、聯電和格羅方德(GLOBALFOUNDRIES)等晶圓代工大廠的角度來看,行動裝置或更前瞻的穿戴式電子產品基于尺寸、電容量和成本限制,除刺激應用處理器、通訊處理器加速整合外,亦將驅動PMIC成為系統另一個關鍵核心,逐步整併其他控制IC或數位硅智財(IP),以實現輕薄、低功耗的高整合設計架構。