硅鍺技術(shù)使示波器得以實(shí)現(xiàn)高性能

硅鍺技術(shù)使示波器得以實(shí)現(xiàn)高性能

一般來說，高端儀器的速度至少應(yīng)該是客戶正在采用的技術(shù)的兩倍，特別是開發(fā)串行計(jì)算設(shè)備和通信收發(fā)機(jī)的客戶。SiGe技術(shù)特別適合專用ASIC所需的高度集成能力，并且與其他高速工藝（如鎵砷化物或銦磷化物）實(shí)現(xiàn)的晶體管數(shù)量相比，SiGe支持的晶體管數(shù)量要高得多，成數(shù)量級的增加。
---泰克新推出的TDS6000C系列數(shù)字存儲示波器(DSO)在采集、觸發(fā)和探測系統(tǒng)中依靠SiGe元器件，成為廣泛采用SiGe的示波器，實(shí)現(xiàn)了12GHz模擬帶寬、15GHz數(shù)字帶寬的高性能，SiGe技術(shù)使其能夠?qū)χ髁鲾?shù)字產(chǎn)品中使用的商用半導(dǎo)體系列保持速度優(yōu)勢。
---泰克新產(chǎn)品中的SiGe ASIC是泰克與IBM持續(xù)合作的結(jié)果，IBM是世界上最大的SiGe技術(shù)供應(yīng)商，具有目前市場上最先進(jìn)的0.18μm BiCMOS SiGe技術(shù)。兩家公司已經(jīng)開始采用SiGe技術(shù)以在泰克的高帶寬示波器產(chǎn)品線中實(shí)現(xiàn)更高性能，如串行ATA和千兆位以太網(wǎng)等新型高速應(yīng)用的實(shí)時電路分析和調(diào)試。此外雙方在幾個關(guān)鍵領(lǐng)域進(jìn)行了合作，包括構(gòu)建測試結(jié)構(gòu)、優(yōu)化芯片內(nèi)聯(lián)以減少噪聲和抖動及執(zhí)行各自的功能驗(yàn)證及測試。結(jié)果促成了10 款泰克產(chǎn)品在SiGe平臺上的制造，包括2004年初夏開始交付的p7380專用高速探頭。

新型SiGe工藝提供了更高的速度和功能，要求更少的功耗
---新型SiGe工藝把高性能SiGe雙極晶體管(用來處理高速信號)與用于校準(zhǔn)的CMOS器件和其他對速度敏感性較低的任務(wù)使用結(jié)合起來。ASIC為要求超高頻響的應(yīng)用提供了理想的解決方案，它所達(dá)到的集成度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他超高速的方案。例如，這種集成度可以支持許多不同的觸發(fā)功能，或支持非常靈活的前置放大器結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以重用于未來的平臺中。更高的集成度減少了需要跨越的器件邊界，改善了整體信號完整性。這與高端TDS6000C系列示波器的需求是一致的。
---芯片上的六層金屬互連結(jié)構(gòu)允許放置精確的傳輸線，保持信號完整性。它還支持新型功耗分配方案，用來最大限度地減少損耗，降低電路不同部分之間的耦合。重要的是，采用最新工藝制成的器件在某些情況下消耗的功率要低于以前的設(shè)備，同時可以使性能提升2～3倍。

封裝技術(shù)也在大幅度提高
---在10GHz以上的頻率上，封裝技術(shù)以及ASIC之間的、封裝和電路板互連的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。因此，隨著ASIC開發(fā)的推進(jìn)，泰克同時也在改進(jìn)封裝技術(shù)。為此，泰克微電子部與IBM和Maxtek密切合作。Maxtek是泰克的一家子公司，專門開發(fā)超高性能微電子封裝技術(shù)。
---泰克開發(fā)出了一種創(chuàng)新的基底技術(shù)，這種多層基底技術(shù)提供了有效的信號逸出和關(guān)鍵信號屏蔽能力，在高頻時確保杰出的信號完整性。芯片、封裝和系統(tǒng)之間的互連結(jié)構(gòu)和傳輸已經(jīng)全面建模；與ASIC一樣，泰克建立了這種創(chuàng)新的基底技術(shù)測試結(jié)構(gòu)，并根據(jù)這些結(jié)果中的測量項(xiàng)目提煉了模型。
---由于這種SiGe實(shí)現(xiàn)方案和相關(guān)封裝技術(shù)開發(fā)，TDS6154C DSO提供了15GHz的帶寬，這是目前實(shí)時示波器中提供的最高帶寬。在這一帶寬中，12GHz是真正的模擬帶寬，其余則通過DSP增強(qiáng)功能實(shí)現(xiàn)。類似的，P7313探頭采用相同的SiGe技術(shù)，提供了12GHz或更好的帶寬性能，并配以超低負(fù)荷。