大家好我是謓泽今天继续通俗讲解系列。这篇讲两块内容三种芯片工艺怎么选以及新芯片第一次上电的 Bring-up 全流程。第一部分三种工艺对比 — CMOS / BiCMOS / GaN先建立直觉做芯片就像造车不同的 材料和工艺 适合不同的场景家用代步车 → 省油便宜不求极速性能车 → 动力强但贵超跑 → 极致性能天价芯片工艺也是一样没有最好的只有最合适的。1. CMOS 工艺特点便宜、功耗低、集成度高但功率做不大就是现在数字芯片最主流的工艺CPU、MCU、内存全是 CMOS优点成本低、功耗小、能把一大堆电路塞进去缺点大功率、高频模拟性能一般适用场景精密小信号、低功耗、数字逻辑 类比家用轿车省油便宜保有量大成本★☆☆最便宜2. BiCMOS 工艺特点Bipolar CMOS 混合两边优点都沾一点把双极型晶体管Bipolar和 CMOS 做在一起Bipolar 负责模拟 / 高速部分性能好CMOS 负责数字逻辑集成度高折中方案模拟性能比 CMOS 好集成度比纯 Bipolar 高适用场景中功率通用型、模拟数字混合的芯片 类比轿跑兼顾家用和性能成本★★☆中等3. GaN氮化镓特点高频、大功率、性能拉满但是贵第三代半导体材料不是硅了能跑很高的频率功率密度很大射频功放、快充、电源管理爱用缺点贵而且做不了复杂数字电路适用场景高功率射频、功放、快充 类比超跑性能炸裂但贵而且不适合日常代步成本★★★最贵异构集成是什么CMOS 控制芯片 GaN 功放芯片封装在一起。思路很简单控制部分用 CMOS便宜好用功率放大部分用 GaN性能够强两个芯片封在一个封装里客户用起来像一颗芯片大白话扬长避短控制用便宜的干活用猛的拼在一起当一颗卖。 类比混动汽车市区用电省油高速用油有劲各干各擅长的。练习题解答题目 1蓝牙为什么用 CMOS功放为什么用 GaN蓝牙是低功耗小信号CMOS 便宜又省电完全够用功放需要大功率输出GaN 功率密度高、高频性能好只有它能扛住题目 2异构集成解决什么核心问题解决 既要又要 的问题既要 CMOS 的便宜和高集成度又要 GaN 的大功率性能单种工艺做不到两全拼在一起就都有了题目 3赋能→→ 颠覆→→ 应变→工艺名赋能 →CMOS基础、普及颠覆 →GaN新材料、性能突破应变 →BiCMOS折中、混合适配第二部分芯片 Bring-up 全流程Bring-up 是什么就是新芯片 / 新板子第一次上电调试的全过程。类比新飞机首飞 不是推上去就拉满油门而是一步一步检查从通电到功能验证循序渐进。Bring-up 四步走第一步上电前检查最重要用万用表测 VDD 和 GND 之间的电阻。目的检查 PCB 焊接有没有短路如果电阻很小接近 0Ω说明电源地短路了绝对不能上电一上电直接烧芯片救都救不回来这一步是整个 Bring-up 里最重要的一步没有之一。短路上电 直接火化芯片当场去世。第二步首次上电 — 限流上电电源调到 50mA 限流慢慢往上加电压观察电流正常应该是几 mA 到几十 mA如果一上电电流直接拉满到 50mA立刻断电说明有问题类比第一次开新车先怠速听听声音不是直接地板油。 限流就是给电流装个 安全阀不对劲立刻停。第三步数字验证 — 读芯片 IDMCU 通过 SPI 接口跟芯片对话发命令读芯片的 ID 号每个芯片都有固定的 ID能读到正确的 ID → 说明 SPI 通信通了芯片基本活着读不到 → 连线、焊接、电源、时序挨个排查第四步射频验证 — 看信号对不对给输入信号看输出有没有看增益、带宽、匹配这些参数正不正常寄存器配置一遍观察频谱变化练习题解答题目 1Bring-up 上电前最重要一步检查是什么测电源和地之间有没有短路。这一步跳过后面全白搭芯片直接烧。题目 2为什么首次上电要限流防止板子有短路或者异常电流太大直接把芯片烧毁限流相当于保险丝超过设定值电源自动切断保护芯片题目 3SPI 读不到芯片 ID列出 5 个可能原因电源没供上— 芯片根本没工作SPI 线接反了— MOSI/MISO 搞反或者 CS 片选错了时钟极性 / 相位不对— SPI 模式CPOL/CPHA不匹配芯片没复位— 复位引脚一直拉低芯片没跑起来焊接虚焊— 某个引脚没焊好看着连上了实际没通额外补充速率太快、片选时序不对、芯片坏了都是可能原因总结工艺选择速记工艺特点成本典型用途CMOS便宜、低功耗、集成度高★☆☆数字芯片、低功耗射频BiCMOS混合折中、模拟性能好★★☆中功率通用模拟GaN高频大功率、性能强★★★功放、高功率射频Bring-up 速记先测短路万用表量 VDD-GND再限流上电50mA 限流慢慢加然后读 IDSPI 通信验证数字部分最后测性能射频 / 功能验证记住上电前测短路永远是第一步别嫌麻烦烧一颗芯片的钱够你测一万次。
