Pouvez-vous obtenir un ASIC passif?

Dans les très petits appareils à faible consommation, où l'espace est une grande prime, les réseaux passifs complexes peuvent prendre beaucoup de place. Est-il possible de fabriquer un ASIC passif ou principalement passif? Si c'est possible, combien cela coûterait-il? De toute évidence, cela n'aborderait jamais le coût minime des passifs discrets, mais lorsque vous avez vraiment besoin de cet espace, cela en vaut la peine.

En termes de coût pour la fabrication d'ASIC, cette question était vraiment utile, mais il s'agit d'ASIC plus traditionnels où l'essentiel est les composants actifs.

Je me demande aussi, peut-être que ASIC est le mauvais mot? Y a-t-il un autre mot pour ce genre de chose?

Pas une réponse d'expert, mais quelques faits pertinents déconnectés:

L'une des raisons pour lesquelles les circuits intégrés nécessitent souvent des passifs externes est que les circuits intégrés standard en silicium ne sont pas un bon substrat pour fabriquer des condensateurs et des inductances de valeur significative sur puce. Ainsi, un circuit intégré conventionnel, "AS" ou non, n'est pas un moyen peu encombrant de placer de grandes passives sur une carte (autre que des résistances de haute valeur). Cela pourrait toujours être une amélioration si ce n'est pas la valeur mais le nombre de pièces qui pose problème (c'est-à-dire que les packages et les interconnexions représentent la majeure partie de la zone), mais c'est pourquoi, par exemple, votre microcontrôleur a toujours un découplage externe condensateurs.

Les réseaux de résistances et les réseaux de condensateurs sont une forme commune existante de composants passifs dans un seul boîtier. Je n'ai pas entendu parler de types passifs mixtes dans un seul boîtier, cependant - je m'attends à ce que ce soit difficile de la même manière que de placer des passifs dans un circuit intégré au silicium normal car ils ont des matériaux et des techniques de fabrication très différents.

Les réseaux de résistances peuvent être utilisés:

• Pour économiser de l'espace sur la carte; ils étaient beaucoup plus courants et pertinents à l'époque des trous traversants, je crois, où même si vous placiez les résistances verticalement, vous auriez besoin d'un trou entier pour l'autre broche, et un réseau vous permettrait d'avoir résistances avec seulement N + 1 broches).$N$$N+1$
• En tant que diviseur de tension de haute précision ou autre configuration de résistances adaptées (cela est souvent vu dans les instruments de mesure haut de gamme). Plusieurs résistances fabriquées en utilisant le même processus et sur le même substrat peuvent avoir une tolérance plus serrée, des rapports de résistances plus stables en température que les résistances fabriquées indépendamment.

Les circuits intégrés hybrides , ou modules hybrides, sont une sorte de technologie intermédiaire entre les PCB et les circuits intégrés à semi-conducteur unique, qui peuvent inclure des éléments passifs formés sur la carte elle-même ou soudés - mais ils ne sont pas remarquablement compacts ni bon marché. La valeur est d'avoir un module scellé précis et pré-construit que vous pouvez brancher / souder sur une carte plus grande.

ASIC signifie Circuit intégré spécifique à l'application. Si ce circuit intégré ne devait contenir que des composants passifs, nous pourrions encore l'appeler un ASIC.

Fabriquer une matrice en silicium avec uniquement des composants passifs est très bien possible mais il y a de sérieuses limitations . Sur un CI, les condensateurs ne sont pratiques que jusqu'à quelques nF. Les inducteurs ne peuvent être que de quelques nH. Les résistances peuvent être fabriquées dans presque toutes les valeurs.

Ces composants passifs (à l'exception des inducteurs) peuvent avoir des diodes parasites sur le substrat, il est donc possible qu'ils ne soient pas 100% passifs.

Concevoir et produire un ASIC n'est jamais bon marché. Selon le processus de fabrication, la fabrication des masques (nécessaires pour définir les modèles de fabrication des composants) peut se situer entre 10000 $ et 1000000 $ (oui, sur un million de dollars américains).

Le coût réel de production d'un circuit intégré une fois que vous avez les masques est inférieur, il peut être de quelques cents chacun jusqu'à des dizaines de dollars selon la taille (taille plus petite moins chère). Mais avec un coût de masque élevé, vous auriez besoin de faire beaucoup de ces puces (et de les utiliser / vendre) pour que cela soit rentable. Le coût du masque est partagé entre tous les circuits intégrés que vous produisez, donc plus c'est mieux.

J'ai travaillé chez Philips Semiconductors dans le passé et ils avaient un processus spécial pour les passifs uniquement. L'idée était que ces circuits intégrés fourniraient les condensateurs de découplage d'alimentation et les composants d'adaptation RF pour un circuit intégré séparé de petite taille avec les composants actifs et fabriqués dans une technologie de processus plus coûteuse. Ce CI plus petit serait ensuite monté au-dessus de la puce avec les composants passifs.

C'était un peu compliqué à produire, donc il n'était utilisé que pour certains produits de niche pour autant que je sache. Ce n'est certainement pas une technologie grand public.

Vous n'avez pas besoin d'avoir des actifs sur un ASIC (même si je ne sais pas si quelqu'un l'a déjà fait). Il y a des fabricants qui feront ce genre de chose , c'est cher et il faut de grandes quantités.

Il existe de meilleurs moyens qui seraient encore plus coûteux qu'un PCB avec des composants mais moins chers qu'un ASIC. Les composants peuvent être construits à l'intérieur du PCB .

Source: EDN

Ou vous pouvez obtenir des packages intégrés :

Ces deux derniers seraient probablement moins chers qu'un circuit intégré où les passifs sont intégrés dans du silicium, mais l'intégration de composants dans ces nouveaux processus sera beaucoup plus coûteuse que l'utilisation d'un PCB avec micro vias et l'empilement de PCB

Oui définitivement. Chez Keysight, par exemple, nous créons certains de nos propres filtres de ligne de base pour sondes et autres équipements. La construction de composants passifs en puces est standard.

Autres clarifications. ASIC vs IC - Si vous concevez une puce dans un but spécifique, le "AS" est valide. C'est une situation pomme de terre / potahto.

Numérique ou analogique? - Les deux sont communs. Les ASIC numériques effectuent généralement le traitement et les calculs, les ASIC analogiques massent généralement un signal sous une forme plus utilisable. Nous en parlons ici sur le podcast de génie électrique EEs Talk Tech:

https://eestalktech.com/2017/07/13/fast-adc/