據(jù)世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計協(xié)會(WSTS)發(fā)布的一份預(yù)測報告顯示,世界半導(dǎo)體市場未來三年將保持兩位數(shù)的增長,這份報告還表明,全球半導(dǎo)體業(yè)之所以能夠復(fù)蘇,通信產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展功不可沒,近年來通信集成電路IC芯片的需求大幅度增長,給全球半導(dǎo)體業(yè)注入了新的活力。三網(wǎng)融合的大趨勢有力地推動了芯片業(yè)的發(fā)展,通信芯片在移動通信、無線Internet和無線數(shù)據(jù)傳輸業(yè)的發(fā)展,開始超過了PC機芯片的發(fā)展。IDC的專家預(yù)測,通信IC芯片,尤其是支持第三代移動通信系統(tǒng)的IC芯片,將成為21世紀初全球半導(dǎo)體芯片業(yè)最大的應(yīng)用市場。
據(jù)美國國際市場調(diào)查公司Dataquest的資料顯示,1996年,全球通信設(shè)備市場規(guī)模為1673.54億美元;1998年達2132.79億美元;2000年達2574.62億美元。1996~2000年的年平均增長率為11.4%。據(jù)國際電信聯(lián)盟(ITU)預(yù)測,到2000年底,全球通信業(yè)總值將達1~1.2萬億美元的規(guī)模,并將首次超過世界汽車業(yè)的總產(chǎn)值。這個數(shù)字表明, 2000年,由于全球通信業(yè)的迅猛發(fā)展,全球通信業(yè)年收入將突破萬億美元大關(guān),將會進一步刺激全球半導(dǎo)體通信IC芯片業(yè)的更快發(fā)展。國際商務(wù)戰(zhàn)略一項研究顯示,全球通信IC 芯片市場銷售額將從1998年的283億美元增至2005年的904億美元。2000年通信業(yè)將繼續(xù)成為全球發(fā)展最快的產(chǎn)業(yè)。中國通信IC芯片近年來發(fā)展也很快,據(jù)CCID 微電子研究部發(fā)布的一項市場調(diào)查和預(yù)測顯示,2000~2003年中國通信類整機應(yīng)用IC 芯片的市場規(guī)模將保持較快的增長速度,2000年通信類整機用IC芯片的市場需求量為15.02億塊,比1999 年增長21.62%,預(yù)計到2003年通信類整機用IC芯片的市場需求量將達68.77億塊。在國內(nèi)外半導(dǎo)體芯片園地里,通信IC芯片正在向著體積小、速度快、多功能和低功耗的方向發(fā)展。
美國模擬器件公司(ADI) 新研制成功世界上第一款用于無線通信手機的完全基于 (RAM)的基帶芯片組。這款小小的SoftFone芯片組,體積小巧,僅像火柴盒一般大小,能夠使移動電話廠商和終端用戶輕松定制、選擇功能。這種芯片組的功耗較小,成本也比較低,因而極具競爭優(yōu)勢。SoftFone芯片組完全基于RAM,GSM移動電話廠商可利用普通硬件平臺裝入不同版本的軟件,以支持從高端到低端的全系列手機。ADI的這款SoftFone芯片組于8月初大批面市。
為了進一步縮小通信芯片的體積,科學(xué)家們正在研制一系列的采用非硅材料制造的芯片,例如砷化鎵(GaAs)芯片、鍺(Ge)芯片以及硅鍺(SiGe)芯片等。 這些非硅通信芯片的體積更小巧,能夠用來制造輕、薄、短、小的通信設(shè)備。為了使通信終端設(shè)備做得越來越小,在數(shù)字蜂窩電話中,芯核RISC處理器構(gòu)成一個高集成度子系統(tǒng)的一部分?;鶐Р糠?,即RF 部分在通常的情況下集成一個RISC微控制器、一個低成本DSP、鍵盤、存儲器、屏控制器和連接邏輯。ARM公司的ARM7 TDM1十分適合于這種應(yīng)用,其每兆赫僅消耗1.85mW,相對低的 13MHz 速率與GSM900系統(tǒng)中的微控制器同步。RISC芯核在芯片上僅占4.9m2的面積,可以在較低的電壓下工作,因而片上存儲器的功耗往往低于片外存儲器。ROM的功耗也小于SRAM。在可能的情況下,采用空載模式更能節(jié)省功率。
在一般情況下,片上必需包括一個鎖相環(huán)為DSP提供時鐘信號。高集成度在DSP芯片中也應(yīng)用得很廣泛。 為用低功耗的小型器件進行高水準的調(diào)制和解調(diào)算法作業(yè),已經(jīng)開發(fā)出包含有DSP內(nèi)核電路的單片算法IC。在21世紀初的幾年內(nèi),隨著微細化工藝技術(shù)的不斷發(fā)展,在更多地采用0.25μmCMOS工藝之后,集成度將會得到進一步的提高,而電壓和功耗將會進一步降低,從而能夠?qū)⒂糜趨f(xié)議處理的CPU內(nèi)核電路也全部集中制作在一枚小小的芯片上。 Texas Instruments(TI)公司日前新推出的TMS320C6203產(chǎn)品,有250MHz、300MHz兩種型號,執(zhí)行速度高達2900MIPS,是世界上速度最快的DSP產(chǎn)品。這款芯片集成了7Mbits內(nèi)存,是在單機芯DSP里集成的最大內(nèi)存,采用18m2的BGA封裝,能夠節(jié)省插件板/系統(tǒng)空間,適用于3G無線基站、電信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)備。使通信芯片實現(xiàn)微型化的另一種有效的途徑,是在半導(dǎo)體通信芯片制造工藝中采用更先進的光刻技術(shù),科學(xué)家們讓光透過掩膜形成一個影像,利用透鏡使這個影像縮小,并且巧妙地利用這種投影光,把芯片電路的輪廓投射到涂有一層硅的光刻膠上面,通過對透鏡的改進,縮短光的波長,并且改進光阻材料,就可以把芯片電路蝕刻得更加細致入微,更加精確,從而制造出集成度更高、體積更小的通信芯片,使用這種芯片的移動通信設(shè)備將變得更加便攜。