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摩尔定律通过芯片化演变...
摘要 ---随着摩尔定律在单片应用方面达到极限并且半导体技术节点周期变得更长，异构集成 (HI) 将既能提高计算密度又能缩短设计周期时间。HI 2.5D SiP 技术是微电子领域的一个强大新趋势，其驱动力来自摩尔定律的放缓。 关键词 --- 异构集成、芯片、摩尔定律、芯片化架构、2.5D 集成、硅中介层、射频系统级封装 要保持领先于美国的对手，就需要控制电磁频谱，因此需要传感器处理链的演变。需要在传感器边缘采用敏捷的芯片级解决方案来克服传统电子战和雷达系统固有的数据带宽和延迟限制。还需要缩短设计周期、尺寸、重量、功耗和成本 (SWaP-C)。异构 2.5D 集成是摩尔定律的下一阶段，它支持基于芯片化架构的微电子新方法。通过将用于模拟、数字化、处理、内存和 AI 功能的最佳硅片产品集成到一块芯片上，可以加速可部署、模块化、高性能微电子技术向战术前沿的推进（图 1）。Mercury 正在与领先的半导体供应商合作，为国防客户提供唯一值得信赖的 RF 系统级封装 (RFSiP) 设备，这些设备采用了
美国微电子封装生态系统：挑战与机遇
摘要 — 半导体行业正在经历从传统的缩小器件尺寸和降低成本方法的重大转变。芯片设计人员积极寻求新的技术解决方案，以提高成本效益，同时将更多功能融入硅片封装中。一种有前途的方法是异构集成 (HI)，它涉及先进的封装技术，使用最合适的工艺技术集成独立设计和制造的组件。然而，采用 HI 会带来设计和安全挑战。要实现 HI，先进封装的研究和开发至关重要。现有研究提出了先进封装供应链中可能存在的安全威胁，因为大多数外包半导体组装和测试 (OSAT) 设施/供应商都在海外。为了应对日益增长的半导体需求并确保半导体供应链的安全，美国政府正在大力努力将半导体制造设施转移到国内。然而，美国的先进封装能力也必须得到加强，才能完全实现建立安全、高效、有弹性的半导体供应链的愿景。我们努力的目的是找出美国先进封装供应链中可能存在的瓶颈和薄弱环节。索引词 — 先进封装、半导体供应链、先进封装供应链、硬件安全和保障、安全异构集成。
微机电系统 (MEMS)
微机电系统（MEMS）是指一组微秒和执行器，它们能够感知其环境，并能够通过微电路控制对环境的变化做出反应。除了传统的微电子封装外，它们还包括将用于命令信号的天线结构集成到微机电结构中，以实现所需的传感和致动功能。该系统还可能需要微电源、微继电器和微信号处理单元。微元件使系统更快、更可靠、更便宜，并能够集成更复杂的功能。20世纪90年代初，MEMS随着集成电路（IC）制造工艺的发展而出现，其中传感器、执行器和控制功能在硅片上共制。此后，在政府和工业界的大力推动下，MEMS的研究取得了显著进展。除了一些集成度较低的 MEMS 器件（如微加速度计、喷墨打印机头、投影微镜等）的商业化外，更复杂的 MEMS 器件的概念和可行性也已提出并得到验证，可用于微流体、航空航天、生物医学、化学分析、无线通信、数据存储、显示、光学等各个领域 [1,2]。MEMS 的一些分支，如微光机电系统 (MOEMS)、微全分析系统 (µ TAS) 等，由于其潜在的应用市场，已经吸引了大量的研究兴趣。截至
直接到单元格FIRST_TEX...
1 月 8 日星期一，Starlink 团队通过我们六天前发射的一颗新的 Direct to Cell 卫星，使用 T-Mobile 网络频谱成功发送和接收了第一条短信。将手机连接到卫星有几个主要挑战需要克服。例如，在地面网络中，手机信号塔是静止的，但在卫星网络中，它们相对于地球上的用户以每小时数万英里的速度移动。这要求卫星和住宿设施之间进行无缝切换，以应对多普勒频移和时间延迟等因素，这些因素对手机与空间通信构成挑战。由于手机的天线增益和发射功率较低，手机也很难连接到数百公里外的卫星。搭载 Direct to Cell 有效载荷的 Starlink 卫星配备了创新的新型定制硅片、相控阵天线和先进的软件算法，可以克服这些挑战并为地面上的手机提供标准 LTE 服务。作为火箭和卫星发射和制造领域的全球领导者，SpaceX 具有独特的优势，可以快速扩展我们的 Direct to Cell 网络，并将快速发射数百颗卫星组成的星座，以在 2024 年提供文本服务，并在 2025 年提供语音、数据和物联网 (IoT) 服务。
两级 CMOS 运算放大器的设计...
由于电信、医疗、计算机和消费电子等所有市场领域对便携式应用的更小尺寸和更长电池寿命的需求不断增长，低压低功耗硅片系统的发展趋势日益增长。运算放大器无疑是模拟电子电路中最有用的设备之一。运算放大器的构建复杂程度各不相同，可用于实现从简单的直流偏置生成到高速放大或滤波等功能。仅需少量外部元件，它就可以执行各种模拟信号处理任务。运算放大器是当今使用最广泛的电子设备之一，被用于各种消费、工业和科学设备中。运算放大器，通常称为运算放大器，是模拟电子电路中使用最广泛的构建模块之一。运算放大器是一种线性器件，它不仅具有理想直流放大所需的几乎所有特性，还广泛用于信号调节、滤波和执行数学运算，如加、减、积分、微分等。运算放大器通常是一个 3 端器件。它主要由一个反相输入端（在运算放大器符号中用负号（“-”）表示）和一个同相输入端（用正号（“+”）表示）组成。这两个输入端的阻抗都非常高。运算放大器的输出信号是两个输入信号之间的放大差，或者换句话说，是放大的差分输入。通常，运算放大器的输入级通常是差分放大器。运算放大器是一种具有相当高增益的直流耦合差分输入电压放大器。在大多数一般
为什么 EMC 抗扰度测试不足以实现功能安全
简介 数字处理能力的成本以及固态功率转换的成本正在不断下降。因此，电子设备越来越多地用于涉及安全、安全相关和安全关键的应用中，尤其是在工业、商业、医疗和运输控制和自动化应用中。这些电子设备的准确性和可靠性是功能安全的一个问题。所有电子技术在其运行环境中受到电磁 (EM) 干扰时，本质上都容易出现不准确、故障甚至永久性损坏。现代电子设备中硅片特征的不断缩小使其功能更强大、成本更低 - 但这种缩小及其相关的较低工作电压使设备更容易受到电磁干扰 (EMI)。由于数字、开关模式和无线技术的使用日益广泛，环境中电磁干扰的强度和频率范围一直在恶化。再加上电子设备对 EMI 的敏感性不断增加，电子设备的可靠性本身正在下降，这对功能安全产生了重要影响。EMC 标准和法规围绕频谱控制问题而发展，并且（一般而言）不试图解决安全问题。安全标准和法规通常对 EMI 相关问题的覆盖面很差。因此，在涉及安全的/相关的/关键的系统中采用电子设备的制造商几乎没有标准和法规来指导他们，并且
具有定制的人工神经网络处理器...
摘要 — 本文介绍了一种具有自定义指令集架构的嵌入式可编程处理器的设计和实现，用于高效实现人工神经网络 (ANN)。ANN 处理器架构可扩展，支持任意数量的层和每层人工神经元 (AN) 数量。此外，该处理器支持具有任意 AN 间互连结构的 ANN，以实现前馈和动态循环网络。该处理器架构是可定制的，其中 AN 之间的输入、输出和信号的数值表示可以参数化为任意定点格式。本文介绍了一种设计的可编程 ANN 处理器的 ASIC 实现，用于具有多达 512 个 AN 和 262,000 个互连的网络，估计占用 2.23 mm2 的硅片面积，在 1.6 V 电源下以 74 MHz 运行，采用标准 32 nm CMOS 技术，功耗为 1.25 mW。为了评估和比较所设计的 ANN 处理器的效率，我们设计并实现了专用的可重构硬件架构，用于直接实现 ANN。本文介绍了所设计的可编程 ANN 处理器和 Xilinx Artix-7 现场可编程门阵列 (FPGA) 上的专用 ANN 硬件的特性和实现结果，并使用两个基准进行了比较，即使用前馈 ANN 的 MNIST 基准和使用循环神经网络的电影评论情绪分析基准。
具有定制的人工神经网络处理器...
摘要 — 本文介绍了一种具有自定义指令集架构的嵌入式可编程处理器的设计和实现，用于高效实现人工神经网络 (ANN)。ANN 处理器架构可扩展，支持任意数量的层和每层人工神经元 (AN) 数量。此外，该处理器支持具有任意 AN 间互连结构的 ANN，以实现前馈和动态循环网络。该处理器架构是可定制的，其中 AN 之间的输入、输出和信号的数值表示可以参数化为任意定点格式。本文介绍了一种设计的可编程 ANN 处理器的 ASIC 实现，用于具有多达 512 个 AN 和 262,000 个互连的网络，估计占用 2.23 mm2 的硅片面积，在 1.6 V 电源下以 74 MHz 运行，采用标准 32 nm CMOS 技术，功耗为 1.25 mW。为了评估和比较所设计的 ANN 处理器的效率，我们设计并实现了专用的可重构硬件架构，用于直接实现 ANN。本文介绍了所设计的可编程 ANN 处理器和 Xilinx Artix-7 现场可编程门阵列 (FPGA) 上的专用 ANN 硬件的特性和实现结果，并使用两个基准进行了比较，即使用前馈 ANN 的 MNIST 基准和使用循环神经网络的电影评论情绪分析基准。
内容
前沿人工智能 (AI)/图形/移动处理器、动态随机存取存储器 (DRAM) 器件和异构集成 IC 堆栈都面临着同样的热管理挑战，即被测器件 (DUT) 太热而无法测试。即使在室温晶圆卡盘设置下，移动片上系统 (SoC) 器件结温也可能达到 100°C 至 150°C 之间。对于全晶圆 DRAM 测试，单次着陆测试期间可能施加高达 2,000W 的功率。最近的技术路线图显示散热要求甚至更高，最高可达 3,500W。随着异构集成芯片堆栈的兴起，测试单元热管理变得更加复杂。在测试堆叠有多个芯片的基片时，每个硅片面积的热负荷会增加一个数量级。如果不控制温度，可能会导致探针烧毁、器件损坏和测试结果不准确。除非先测量温度，否则无法控制温度。 ATT-Systems（FormFactor 旗下公司）的低热阻 (LTR) 晶圆夹盘技术在热夹盘上应用了多个温度传感器，以准确检测 DUT 温度并调节散热以达到所需的测试温度。LTR 在生产测试中表现出良好的效果，解决了“温度过高而无法测试”的难题。
用于物联网应用的模板印刷锂离子微型电池
电子工业的快速发展导致了对便携式电子产品的持续需求。人们投入了大量精力来开发用于无线传感器网络[1]、生物医学传感器[2]、气体传感器[3]、执行器[4,5]和可穿戴设备[6,7]的微型设备。特别是由于物联网 (IoT) 的普及，“自主无线传感器”的需求也随之增加。这些设备可用于智能楼宇控制、工业过程自动化、工厂自动化和许多其他应用。这类设备需要集成的（即，板载）电源才能提供稳定的电流供应并提供大约 ~1 – 10 mA 的高峰值电流，同时占用较小的面积（< 1 cm 2）。最近的研究表明，除了电源之外，所有符合标准的无线通信所需的组件都可以集成到带有线键合天线的单个硅片上[8]。在晶圆级芯片上直接打印电源是一种低成本、小体积的解决方案。可充电电池（例如锂离子电池系统）由于能量密度高、循环寿命长而成为首选 [9 – 12] 。市售的低占用空间电池使用半导体加工工具（因此成本高），并且缺乏足够的容量为物联网设备供电。尽管微型无线设备很受欢迎且需求广泛，但在设计能够满足其功率和尺寸要求的储能机制方面取得的进展有限 [13] 。