От чего зависит размер ИМС

От чего зависит размер ИМС — данный параметр определяется комплексом физических и технологических факторов. Главными из них являются степень интеграции компонентов, проектная норма полупроводникового производства в нанометрах, а также общее количество элементов на кристалле. Кроме того, на габариты влияют тип используемого корпуса, число контактных выводов, условия рассеивания тепловой мощности и требования к надежности устройства.

Разбор по случаям

Примеры

Процессоры мобильных устройств. В современных смартфонах применяются кристаллы с технологическими нормами $3\text{ нм}$. Это дает возможность вместить десятки миллиардов транзисторов на площади около $100\text{ мм}^2$. Минимальные габариты достигаются благодаря трехмерной плотной компоновке элементов и корпусированию типа WLCSP, где шариковые выводы наносятся непосредственно на кремниевую пластину без использования массивного пластмассового корпуса.

Силовые интегральные схемы. В силовых интегральных драйверах и регуляторах напряжения число элементов сравнительно мало, однако сам кристалл изготавливают увеличенного размера для эффективного отвода тепла. При рабочих токах около $5\text{ А}$ силовые дорожки делают широкими. В этом случае итоговый размер ИМС определяется требованиями к теплоотводу и габаритами корпуса типа TO-263 со встроенной металлической подложкой.

Частые ошибки

• Считать, что габаритный размер ИМС полностью определяется исключительно количеством транзисторов на кремниевом кристалле.
• Отождествлять площадь кремниевого кристалла с полными внешними геометрическими размерами корпуса микросхемы.
• Пренебрегать влиянием рассеиваемой тепловой мощности на выбор минимальной площади кристалла и типа корпуса.

Коротко

От чего зависит размер ИМС: итоговые габариты определяются технологической нормой, типом корпуса и тепловым режимом. Правильный подбор корпуса и топологии позволяет существенно уменьшить площадь устройства без потери функциональности.