隨著全球5G世代即將來臨,持續驅動8吋與12吋晶圓廠產能需求,不僅部分晶圓廠擴產旗下8吋廠射頻SOI(RF Silicon On Insulator)產能,以期能趕上強勁的市場需求,目前包括臺積電、GlobalFoundries、TowerJazz及聯電等更同時擴充或導入12吋廠RF SOI制程,全力迎接第一波5G射頻芯片訂單商機。
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目前全球約有95%的RF SOI芯片系由8吋廠打造,手機相關RF SOI芯片亦多是在8吋廠生產,而絕大多數的射頻切換器(RF Switches)及相關產品同樣是在8吋廠打造,然隨著RF SOI制程由0.18微米向下微縮到0.13及0.11微米,現階段已有部分產品轉向12吋晶圓廠投產。
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國際半導體大廠包括臺積電、GlobalFoundries、TowerJazz、聯電、Sony、中芯國際、華虹宏力及意法半導體(STMicroelectronics)等,旗下均有8吋晶圓廠RF SOI產能,值得注意的是,近期大型晶圓代工廠紛積極導入12吋廠RF SOI產能,包括臺積電、GlobalFoundries、TowerJazz及聯電等均展開12吋廠量產,導入0.13微米到45納米等制程節點。
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半導體業者指出,導入RF SOI制程所打造的芯片可鎖定不同應用市場,最主要應用是手機射頻前端模組(RF front-end modules),其整合射頻零組件如功率放大器、天線調諧器、低噪聲放大器、射頻切換器等,負責處理手機傳輸及接收等功能。
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目前手機射頻零組件芯片價格約12~15美元,未來5G智能型手機問世后,手機內相關芯片價格將達18~20美元以上,這亦是當前RF SOI產能吃緊的原因之一。
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全球第一大RF SOI基板供應商Soitec,市占率高達70%,同時生產8吋及12吋RF SOI基板。另外兩家供應商是日商信越(Shin-Etsu)及臺廠環球晶圓,亦供應8吋和12吋RF SOI基板,至于陸廠青華則僅供應8吋RF SOI基板。
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目前RF SOI基板產能處于瓶頸階段,無論是8吋或12吋基板均呈現供應吃緊狀態,這使得晶圓代工廠在擴產時受到限制。至于RF SOI芯片導入12吋廠量產,仍無法解決整體RF SOI產能吃緊問題,因為12吋廠產能主要鎖定高階5G系統應用,部分產能配置于4G手機應用。
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未來12吋RF SOI產能將是5G應用發展必要條件,對于RF SOI芯片而言,12吋廠產能擁有許多更佳的條件,包括可提供更多制程控制與晶圓廠內全自動控制,且在容忍度、重復性及良率等方面均優于8吋廠產能。
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針對RF SOI基板產能供給吃緊問題,Soitec執行副總裁Thomas Piliszczuk表示,隨著合作伙伴青華取得認證,8吋RF SOI基板產能可望在2019年獲得改善,至于12吋RF SOI基板產能,在Soitec、信越及環球晶圓等紛增加產能下,2019年起供需吃緊應可獲得紓解。
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從晶圓代工業者擴充產能的角度來看,需要更多的12吋RF SOI基板產能到位,盡管基板供應商愿意擴充產能,然短期而言,12吋RF SOI基板供給還是相當有限。
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面對5G世代即將來臨,12吋廠RF SOI產能競逐已展開,晶圓代工廠紛擴產以因應強勁訂單需求,目前GlobalFoundries已在美國紐約州East Fishkill及新加坡旗下兩座12吋廠導入RF SOI量產,包括0.13微米及45納米制程。
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事實上,GlobalFoundries已先行在美國佛蒙特州Burlington和新加坡旗下兩座8吋廠導入RF SOI量產,其目的是先卡位供應鏈需求,在投資12吋廠RF SOI產能的同時,亦穩住旗下8吋廠產能,借此保有客戶訂單。
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TowerJazz則已出貨8吋RF SOI,目前正在日本旗下12吋廠啟動RF SOI量產,目前以65納米制程為主,并可望向下微縮至45納米。臺積電和聯電亦已出貨8吋RF SOI,并計劃投入12吋RF SOI產能建置競賽。
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史海拾趣
關于晶體管水位自動控制電路,網友們可能會提出多種問題,這些問題可能涉及電路的工作原理、設計細節、實際應用中的挑戰以及故障排除等方面。以下是一些可能的問題及相應的回答:
問題1: 晶體管水位自動控制電路的基本工作原理是什么?
回答: 晶體管水位自動控制電路通常利用浮子開關(或水位傳感器)來檢測水位的變化,當水位達到預設的上下限時,浮子開關會閉合或斷開,從而改變晶體管的導通狀態。晶體管作為開關元件,控制著繼電器(或其他負載)的通斷,進而控制水泵(或其他執行機構)的啟停,以實現水位的自動調節。
問題2: 如何設計電路以確保準確性和穩定性?
回答: 設計時需要考慮多個因素,包括選擇合適的晶體管類型(如NPN或PNP型)、合適的電阻值以限制電流并保護晶體管、使用穩定可靠的水位傳感器、以及設計合理的防抖動電路來避免誤操作。此外,還需進行充分的測試和調整,確保電路在不同水位和工況下都能準確、穩定地工作。
問題3: 在實際應用中,如何避免誤報警或誤動作?
回答: 誤報警或誤動作通常是由于水位傳感器的誤判或電路的干擾引起的。為了避免這種情況,可以采取以下措施:一是選用高質量、高靈敏度的水位傳感器;二是增加濾波電路,減少電路中的噪聲和干擾;三是設置合理的延時電路,避免由于水位短暫波動而引起的誤動作;四是定期對電路進行檢查和維護,確保各部件工作正常。
問題4: 如何調整電路的靈敏度以適應不同的水位控制需求?
回答: 電路的靈敏度可以通過調整電阻值、改變晶體管的型號或選擇不同特性的水位傳感器來實現。例如,增大電阻值可以減小電路的靈敏度,使得電路對水位變化的響應更加遲緩;反之,減小電阻值則可以提高電路的靈敏度。此外,也可以根據實際需求選擇不同精度的水位傳感器,以滿足不同的控制精度要求。
問題5: 如果電路出現故障,應該如何進行排查和修復?
回答: 當電路出現故障時,首先應檢查電源是否正常供電;然后檢查水位傳感器是否損壞或接觸不良;接著檢查晶體管、電阻等元件是否損壞或焊接不良;最后檢查電路連線是否正確無誤。在排查過程中,可以使用萬用表等工具進行電壓、電流等參數的測量和分析。一旦找到故障點,就可以根據具體情況進行修復或更換元件。
針對晶體二極管單相全波電阻負載整流電路,網友可能提出多個問題,以下是一些可能的問題及其詳細回答:
1. 什么是晶體二極管單相全波電阻負載整流電路?
回答:晶體二極管單相全波電阻負載整流電路是一種將交流電(AC)轉換為直流電(DC)的電路,它利用了晶體二極管的單向導電特性。這種電路通過四個二極管(通常構成橋式整流器)實現全波整流,即同時利用交流電的正負半周進行整流,從而提高整流效率。負載電阻則用于消耗整流后的直流電。
2. 該電路的工作原理是什么?
回答:晶體二極管單相全波電阻負載整流電路的工作原理基于二極管的單向導電性。在交流電的正半周,二極管D1和D3導通,D2和D4截止,電流通過D1、負載電阻和D3形成回路,負載上得到上正下負的電壓。在交流電的負半周,情況相反,D2和D4導通,D1和D3截止,電流方向不變,同樣通過負載電阻,從而在負載上持續得到方向不變的直流電壓。
3. 為什么需要四個二極管而不是兩個?
回答:使用四個二極管構成橋式整流器可以充分利用交流電的正負兩個半周,實現全波整流。如果只使用兩個二極管,則只能實現半波整流,即只利用交流電的一個半周進行整流,整流效率較低。橋式整流電路通過巧妙地連接四個二極管,使得在每個半周內都有電流通過負載,從而提高了整流效率。
4. 如何提高該電路的整流效率?
回答:提高晶體二極管單相全波電阻負載整流電路的整流效率可以從以下幾個方面入手:
- 選擇合適的變壓器:根據整流電路的輸入電壓和輸出電壓要求,選擇合適的變壓器,以保證整流電路的穩定性和效率。
- 優化整流器設計:通過選擇合適的二極管和優化整流器的布局,可以提高整流器的整流效率和穩定性。
- 增加濾波電路:在整流器的輸出端增加濾波電路(如電容和電感),可以濾除整流后的脈動直流電中的交流成分,得到更加平滑的直流電,從而提高整流效率。
5. 該電路有哪些應用?
回答:晶體二極管單相全波電阻負載整流電路具有廣泛的應用,包括但不限于以下幾個方面:
- 電源適配器:將交流電轉換為直流電,為各種電子設備提供穩定的電源。
- 充電器:用于為電池充電,將交流電轉換為適合電池充電的直流電。
- 電源模塊:作為電源模塊的一部分,為各種電子設備提供穩定的直流電源。
- 工業控制:在工業控制領域,為各種控制設備提供穩定的直流電源。
6. 該電路是否存在局限性?
回答:盡管晶體二極管單相全波電阻負載整流電路具有許多優點,但也存在一些局限性。例如,整流后的直流電仍存在一定的脈動成分,需要通過濾波電路進一步處理;此外,整流過程中會產生一定的能量損失,包括二極管的正向導通壓降和濾波電路中的能量損耗等。因此,在實際應用中需要根據具體需求選擇合適的整流電路和濾波方案。
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