newyddion

Efallai ar ôl cyfraith Ohm, yr ail gyfraith enwocaf mewn electroneg yw cyfraith Moore: Mae nifer y transistorau y gellir eu cynhyrchu ar gylched integredig yn dyblu bob dwy flynedd neu fwy.Since maint ffisegol y sglodion yn parhau i fod yn fras yr un fath, mae hyn yn golygu bod bydd transistorau unigol yn mynd yn llai dros amser. Rydym wedi dechrau disgwyl i genhedlaeth newydd o sglodion gyda meintiau nodwedd llai ymddangos ar gyflymder arferol, ond beth yw'r pwynt o wneud pethau'n llai? A yw llai bob amser yn golygu'n well?
Yn y ganrif ddiwethaf, mae peirianneg electronig wedi gwneud cynnydd aruthrol.Yn y 1920au, roedd y radios AM mwyaf datblygedig yn cynnwys nifer o diwbiau gwactod, nifer o anwythyddion enfawr, cynwysorau a gwrthyddion, dwsinau o fetrau o wifrau a ddefnyddir fel antenâu, a set fawr o fatris. i bweru'r ddyfais gyfan. Heddiw, gallwch chi Gwrando ar fwy na dwsin o wasanaethau ffrydio cerddoriaeth ar y ddyfais yn eich poced, a gallwch chi wneud mwy.
Un fantais amlwg o gydrannau llai yw eu bod yn caniatáu ichi gynnwys mwy o ymarferoldeb yn yr un gyfrol. Mae hyn yn arbennig o bwysig ar gyfer cylchedau digidol: mae mwy o gydrannau'n golygu y gallwch chi wneud mwy o brosesu yn yr un faint o amser. Er enghraifft, mewn theori, mae swm y wybodaeth a brosesir gan brosesydd 64-did wyth gwaith yn fwy na CPU 8-did sy'n rhedeg ar yr un amlder cloc. Ond mae hefyd angen wyth gwaith cymaint o gydrannau: mae cofrestrau, gwiberod, bysiau, ac ati i gyd wyth gwaith yn fwy .Felly mae angen sglodyn sydd wyth gwaith yn fwy neu transistor wyth gwaith yn llai.
Mae'r un peth yn wir ar gyfer sglodion cof: Trwy wneud transistorau llai, mae gennych fwy o le storio yn yr un picsel volume.The yn y rhan fwyaf o arddangosfeydd heddiw yn cael eu gwneud o transistorau ffilm tenau, felly mae'n gwneud synnwyr i raddfa i lawr a chyflawni resolutions uwch.However , y lleiaf yw'r transistor, y gorau, ac mae rheswm hollbwysig arall: mae eu perfformiad wedi'i wella'n fawr.Ond pam yn union?
Pryd bynnag y byddwch yn gwneud transistor, bydd yn darparu rhai cydrannau ychwanegol ar gyfer terfynell free.Each Mae gwrthydd yn series.Any gwrthrych cario cerrynt hefyd wedi hunan-inductance.Finally, mae cynhwysedd rhwng unrhyw ddau ddargludyddion wynebu ei gilydd.All yr effeithiau hyn defnyddio pŵer ac arafu cyflymder y transistor.Mae cynhwysedd parasitig yn arbennig o drafferthus: mae angen eu codi a'u gollwng bob tro mae'r transistorau ymlaen neu i ffwrdd, sy'n gofyn am amser a cherrynt o'r cyflenwad pŵer.
Mae'r cynhwysedd rhwng dau ddargludydd yn swyddogaeth o'u maint corfforol: mae maint llai yn golygu cynhwysedd llai.
Wrth i chi grebachu maint y transistorau, nid capacitance yw'r unig effaith sy'n newid: mae yna lawer o effeithiau mecanyddol cwantwm rhyfedd nad ydynt yn amlwg ar gyfer devices.However mwy o faint, yn gyffredinol a siarad, bydd gwneud transistorau llai yn eu gwneud yn gyflymach.Ond mae cynhyrchion electronig yn fwy na transistorau yn unig. Pan fyddwch chi'n lleihau cydrannau eraill, sut maen nhw'n perfformio?
A siarad yn gyffredinol, ni fydd cydrannau goddefol megis gwrthyddion, cynwysorau, ac anwythyddion yn gwella pan fyddant yn mynd yn llai: mewn sawl ffordd, byddant yn gwaethygu. , a thrwy hynny arbed gofod PCB.
Gellir lleihau maint y gwrthydd heb achosi gormod o golled. Rhoddir gwrthiant darn o ddeunydd gan, lle l yw'r hyd, A yw'r ardal drawsdoriadol, a ρ yw gwrthedd y deunydd. dim ond lleihau hyd a thrawstoriad, ac yn y pen draw gyda gwrthydd llai yn gorfforol, ond yn dal i gael yr un ymwrthedd. Yr unig anfantais yw, wrth wasgaru'r un pŵer, bydd gwrthyddion llai yn gorfforol yn cynhyrchu mwy o wres na gwrthyddion mwy.Therefore, bach dim ond mewn cylchedau pŵer isel y gellir defnyddio gwrthyddion. Mae'r tabl hwn yn dangos sut mae cyfradd pŵer uchaf gwrthyddion SMD yn lleihau wrth i'w maint leihau.
Heddiw, y gwrthydd lleiaf y gallwch ei brynu yw maint metrig 03015 (0.3 mm x 0.15 mm). Dim ond 20 mW yw eu pŵer graddedig a dim ond ar gyfer cylchedau sy'n afradloni ychydig iawn o bŵer y cânt eu defnyddio ac sy'n gyfyngedig iawn o ran maint. A metrig llai 0201 Mae pecyn (0.2 mm x 0.1 mm) wedi'i ryddhau, ond nid yw wedi'i roi mewn cynhyrchiad eto. Ond hyd yn oed os ydynt yn ymddangos yng nghatalog y gwneuthurwr, peidiwch â disgwyl iddynt fod ym mhobman: nid yw'r rhan fwyaf o robotiaid dewis a gosod yn ddigon cywir i'w trin, felly efallai eu bod yn dal i fod yn gynhyrchion arbenigol.
Gellir graddio cynwysorau hefyd, ond bydd hyn yn lleihau eu capacitance.The fformiwla ar gyfer cyfrifo cynhwysedd cynhwysydd siyntio yw, lle A yw arwynebedd y bwrdd, d yw'r pellter rhyngddynt, a ε yw'r cysonyn deuelectrig (eiddo'r deunydd canolradd). Os yw'r cynhwysydd (dyfais fflat yn y bôn) wedi'i fachu, rhaid lleihau'r arwynebedd, a thrwy hynny leihau'r cynhwysedd.Os ydych chi'n dal i fod eisiau pacio llawer o nafara mewn cyfaint fach, yr unig opsiwn yw pentyrru sawl haen gyda'i gilydd.
Mae'r cynhwysydd lleiaf sydd ar gael heddiw mewn pecyn 0201 metrig uwch-fach: dim ond 0.25 mm x 0.125 mm.Mae eu cynhwysedd yn gyfyngedig i'r 100 nF sy'n dal yn ddefnyddiol, a'r foltedd gweithredu uchaf yw 6.3 V.Also, mae'r pecynnau hyn yn fach iawn ac angen offer datblygedig i'w trin, gan gyfyngu ar eu mabwysiadu'n eang.
Ar gyfer anwythyddion, mae'r stori braidd yn ddyrys.Mae anwythiad coil syth yn cael ei roi gan, lle N yw nifer y troeon, A yw arwynebedd trawstoriadol y coil, l yw ei hyd, a μ yw'r cysonyn materol (athreiddedd).Os yw'r holl ddimensiynau yn cael eu lleihau gan hanner, bydd yr anwythiad hefyd yn cael ei leihau gan hanner.Fodd bynnag, mae gwrthiant y wifren yn aros yr un fath: mae hyn oherwydd bod hyd a thrawstoriad y wifren yn cael eu lleihau i a chwarter ei werth gwreiddiol. Mae hyn yn golygu bod gennych yr un gwrthiant yn hanner yr anwythiad, felly byddwch yn haneru ffactor ansawdd (Q) y coil.
Mae'r anwythydd arwahanol lleiaf sydd ar gael yn fasnachol yn mabwysiadu'r maint modfedd 01005 (0.4 mm x 0.2 mm). Mae'r rhain mor uchel â 56 nH ac mae ganddynt wrthwynebiad o ychydig o ohms.Inductors mewn pecyn metrig 0201 uwch-fach eu rhyddhau yn 2014, ond mae'n debyg nad ydynt erioed wedi cael eu cyflwyno i'r farchnad.
Mae cyfyngiadau ffisegol anwythyddion wedi'u datrys trwy ddefnyddio ffenomen o'r enw anwythiad deinamig, y gellir ei arsylwi mewn coiliau wedi'u gwneud o graphene.Ond er hynny, os gellir ei gynhyrchu mewn ffordd fasnachol hyfyw, gall gynyddu 50%. ni ellir miniatureiddio'r coil yn dda. Fodd bynnag, os yw'ch cylched yn gweithredu ar amleddau uchel, nid yw hyn o reidrwydd yn broblem.Os yw'ch signal yn yr ystod GHz, mae ychydig o goiliau nH fel arfer yn ddigon.
Mae hyn yn dod â ni at beth arall sydd wedi'i miniatureiddio yn y ganrif ddiwethaf ond efallai na fyddwch chi'n sylwi ar unwaith: y donfedd rydyn ni'n ei ddefnyddio ar gyfer cyfathrebu. Roedd darllediadau radio cynnar yn defnyddio amledd AC tonnau canolig o tua 1 MHz gyda thonfedd o tua 300 metr. Daeth y band amledd FM sy'n canolbwyntio ar 100 MHz neu 3 metr yn boblogaidd tua'r 1960au, a heddiw rydym yn defnyddio cyfathrebiadau 4G yn bennaf o gwmpas 1 neu 2 GHz (tua 20 cm). Mae amleddau uwch yn golygu mwy o gapasiti trosglwyddo gwybodaeth. Oherwydd y miniatureiddio mae gennym radios rhad, dibynadwy ac arbed ynni sy'n gweithio ar yr amleddau hyn.
Gall tonfeddi crebachu grebachu antenâu oherwydd bod eu maint yn uniongyrchol gysylltiedig â'r amlder y mae angen iddynt ei drosglwyddo neu ei dderbyn. centimeter long.Dyma pam mae'r rhan fwyaf o ffonau symudol sy'n dal i gynnwys derbynyddion FM yn gofyn ichi blygio'r ffonau clust cyn eu defnyddio: mae angen i'r radio ddefnyddio gwifren y ffôn clust fel antena er mwyn cael digon o gryfder signal o'r tonnau un metr o hyd hynny.
O ran y cylchedau sy'n gysylltiedig â'n antenâu bach, pan fyddant yn llai, maent mewn gwirionedd yn dod yn haws i'w gwneud. Mae hyn nid yn unig oherwydd bod transistorau wedi dod yn gyflymach, ond hefyd oherwydd nad yw effeithiau llinell drosglwyddo bellach yn broblem. o wifren yn fwy nag un rhan o ddeg o'r donfedd, mae angen i chi ystyried y symudiad cam ar ei hyd wrth ddylunio'r gylched.Ar 2.4 GHz, mae hyn yn golygu mai dim ond un centimedr o wifren sydd wedi effeithio ar eich cylched; os ydych chi'n sodro cydrannau arwahanol gyda'i gilydd, mae'n gur pen, ond os ydych chi'n gosod y gylched ar ychydig milimetrau sgwâr, nid yw'n broblem.
Mae rhagweld tranc Cyfraith Moore, neu ddangos bod y rhagfynegiadau hyn yn anghywir dro ar ôl tro, wedi dod yn thema sy'n codi dro ar ôl tro yn y newyddiaduraeth gwyddoniaeth a thechnoleg. Erys y ffaith mai Intel, Samsung, a TSMC, y tri chystadleuydd sy'n dal i fod ar flaen y gad. y gêm, yn parhau i gywasgu mwy o nodweddion fesul micromedr sgwâr, ac yn bwriadu cyflwyno sawl cenhedlaeth o sglodion gwell yn y dyfodol.Er efallai na fydd y cynnydd y maent wedi'i wneud ar bob cam mor fawr â dau ddegawd yn ôl, y miniaturization o transistorau yn parhau.
Fodd bynnag, ar gyfer cydrannau arwahanol, mae'n ymddangos ein bod wedi cyrraedd terfyn naturiol: nid yw eu gwneud yn llai yn gwella eu perfformiad, ac mae'r cydrannau lleiaf sydd ar gael ar hyn o bryd yn llai na'r hyn sy'n ofynnol yn y rhan fwyaf o achosion defnydd. Mae'n ymddangos nad oes Deddf Moore ar gyfer dyfeisiau arwahanol, ond os oes Cyfraith Moore, byddem wrth ein bodd yn gweld faint y gall un person wthio her sodro SMD.
Rwyf bob amser wedi bod eisiau tynnu llun o wrthydd PTH defnyddiais yn y 1970au, a rhoi gwrthydd SMD arno, yn union fel yr wyf yn cyfnewid i mewn / allan nawr.Fy nod yw gwneud fy mrodyr a chwiorydd (dim un ohonynt yn cynnyrch electronig) faint o newid, gan gynnwys gallaf hyd yn oed weld y rhannau o fy ngwaith, (gan fod fy ngolwg yn gwaethygu, mae fy nwylo'n gwaethygu Crynu).
Rwy'n hoffi dweud, a yw gyda'n gilydd ai peidio. Rwy'n casáu “gwella, gwella.” Weithiau mae eich cynllun yn gweithio'n dda, ond ni allwch gael rhannau mwyach. Beth yw'r uffern?
“Erys y ffaith bod y tri chwmni Intel, Samsung a TSMC yn dal i gystadlu ar flaen y gad yn y gêm hon, gan wasgu mwy o nodweddion fesul micromedr sgwâr yn gyson,”
Mae cydrannau electronig yn fawr ac yn ddrud. Ym 1971, dim ond ychydig o setiau radio, stereo a theledu oedd gan y teulu cyffredin. Erbyn 1976, roedd cyfrifiaduron, cyfrifianellau, clociau digidol ac oriorau wedi dod allan, a oedd yn fach ac yn rhad i ddefnyddwyr.
Mae rhywfaint o miniaturization yn dod o fwyhaduron design.Operational caniatáu defnyddio gyrators, a all gymryd lle anwythyddion mawr mewn rhai hidlyddion cases.Active hefyd yn dileu inductors.
Mae cydrannau mwy yn hyrwyddo pethau eraill: lleihau'r gylched, hynny yw, ceisio defnyddio'r lleiaf o gydrannau i wneud i'r gylched weithio. Heddiw, nid ydym yn poeni cymaint. A oes angen peiriant cyflwr? Cymerwch mpu.etc.The cydrannau heddiw yn fach iawn, ond mewn gwirionedd mae llawer o gydrannau y tu mewn. cyflawni'r un swydd na mwyhadur gweithredol. Ond eto, bydd miniaturization yn gofalu am y defnydd o bŵer.
Fe wnaethoch chi wir golli rhai o fanteision/rhesymau mwyaf lleihau maint: llai o barasitiaid pecyn a mwy o drin pŵer (sy'n ymddangos yn wrthreddfol).
O safbwynt ymarferol, unwaith y bydd maint y nodwedd yn cyrraedd tua 0.25u, byddwch yn cyrraedd y lefel GHz, ac ar yr adeg honno mae'r pecyn SOP mawr yn dechrau cynhyrchu'r gwifrau bondio mwyaf * effect.Long a bydd y gwifrau hynny'n eich lladd yn y pen draw.
Ar y pwynt hwn, mae pecynnau QFN / BGA wedi gwella'n fawr o ran perfformiad. Yn ogystal, pan fyddwch chi'n gosod y pecyn yn fflat fel hyn, mae gennych chi * yn sylweddol * well perfformiad thermol a phadiau agored.
Yn ogystal, bydd Intel, Samsung, a TSMC yn sicr yn chwarae rhan bwysig, ond gall ASML fod yn llawer pwysicach yn y rhestr hon. Wrth gwrs, efallai na fydd hyn yn berthnasol i'r llais goddefol ...
Nid yw'n ymwneud â lleihau costau silicon yn unig trwy nodau proses cenhedlaeth nesaf. Mae pethau eraill, megis pecynnau bagiau.Smaller yn gofyn am lai o ddeunyddiau a phecynnau wcsp neu hyd yn oed llai.Smaller, PCBs neu fodiwlau llai, ac ati.
Rwy'n aml yn gweld rhai cynhyrchion catalog, lle mae'r unig ffactor gyrru yw cost reduction.MHz/memory size yr un fath, swyddogaeth SOC a threfniant pin yw'r un peth. Efallai y byddwn yn defnyddio technolegau newydd i leihau'r defnydd o bŵer (fel arfer nid yw hyn yn rhad ac am ddim, felly rhaid bod rhai manteision cystadleuol y mae cwsmeriaid yn poeni amdanynt)
Un o fanteision cydrannau mawr yw'r deunydd gwrth-ymbelydredd. Mae transistorau bach yn fwy agored i effeithiau pelydrau cosmig, yn y sefyllfa bwysig hon. Er enghraifft, yn y gofod a hyd yn oed arsyllfeydd uchder uchel.
Ni welais reswm mawr dros gyflymder signal increase.The cyflymder yw tua 8 modfedd fesul nanosecond.So dim ond drwy leihau maint, sglodion cyflymach yn bosibl.
Efallai y byddwch am wirio eich mathemateg eich hun trwy gyfrifo'r gwahaniaeth mewn oedi lluosogi oherwydd newidiadau pecynnu a chylchoedd gostyngol (1/amlder). Hynny yw lleihau'r oedi/cyfnod carfannau. Fe welwch nad yw hyd yn oed yn ymddangos fel ffactor talgrynnu.
Un peth yr wyf am ei ychwanegu yw nad yw llawer o ICs, yn enwedig dyluniadau hŷn a sglodion analog, yn cael eu lleihau mewn gwirionedd, o leiaf yn fewnol. gofod sy'n weddill y tu mewn, nid oherwydd bod transistorau ac ati wedi mynd yn llai.
Yn ogystal â'r broblem o wneud y robot yn ddigon cywir i drin cydrannau bach mewn cymwysiadau codi a gosod cyflym, mater arall yw weldio cydrannau bach yn ddibynadwy.Yn enwedig pan fydd angen cydrannau mwy arnoch o hyd oherwydd gofynion pŵer / gallu. past solder arbennig, templedi past solder cam arbennig (gwneud cais ychydig o bast solder lle bo angen, ond yn dal i ddarparu digon o bast sodr ar gyfer cydrannau mawr) dechreuodd ddod yn ddrud iawn.Felly, rwy'n meddwl bod llwyfandir, a miniaturization pellach yn y gylched Ffordd gostus a dichonadwy yn unig yw lefel bwrdd. Ar y pwynt hwn, fe allech chi hefyd wneud mwy o integreiddio ar lefel wafferi silicon a symleiddio nifer y cydrannau arwahanol i'r lleiafswm absoliwt.
Byddwch yn gweld hyn ar eich ffôn.Around 1995, prynais rai ffonau symudol cynnar mewn gwerthiant garej am ychydig ddoleri each.Most ICs yn trwy-hole.Recognizable CPU a NE570 compander, IC y gellir eu hailddefnyddio mawr.
Yna fe wnes i orffen gyda rhai ffonau llaw wedi'u diweddaru. Nid oes llawer o gydrannau a bron dim byd cyfarwydd. Mewn nifer fach o IC, nid yn unig mae'r dwysedd yn uwch, ond mabwysiadir dyluniad newydd hefyd (gweler SDR), sy'n dileu'r rhan fwyaf o y cydrannau arwahanol a oedd yn anhepgor o'r blaen.
> (Cymhwyswch ychydig bach o bast solder lle bo angen, ond darparwch ddigon o bast sodro ar gyfer cydrannau mawr o hyd)
Hei, dychmygais y templed “3D/Wave” i ddatrys y broblem hon: yn deneuach lle mae'r cydrannau lleiaf, ac yn fwy trwchus lle mae'r gylched pŵer.
Y dyddiau hyn, mae cydrannau UDRh yn fach iawn, gallwch ddefnyddio cydrannau arwahanol go iawn (nid 74xx a sothach arall) i ddylunio'ch CPU eich hun a'i argraffu ar y PCB.Sprinkle iddo gyda LED, gallwch ei weld yn gweithio mewn amser real.
Dros y blynyddoedd, rwy'n sicr yn gwerthfawrogi datblygiad cyflym cydrannau cymhleth a bach. Maent yn darparu cynnydd aruthrol, ond ar yr un pryd maent yn ychwanegu lefel newydd o gymhlethdod i'r broses ailadroddol o brototeipio.
Mae'r addasiad a chyflymder efelychiad o gylchedau analog yn llawer cyflymach na'r hyn yr ydych yn ei wneud yn y labordy.As amlder y cylchedau digidol yn codi, mae'r PCB yn dod yn rhan o'r assembly.For enghraifft, effeithiau llinell trawsyrru, propagation delay.Prototyping o unrhyw dorri- mae'n well gwario technoleg ymyl ar gwblhau'r dyluniad yn gywir, yn hytrach na gwneud addasiadau yn y labordy.
Fel ar gyfer eitemau hobi, gwerthuso. Mae byrddau cylched a modiwlau yn ateb i gydrannau sy'n crebachu a modiwlau rhag-brofi.
Efallai y bydd hyn yn gwneud i bethau golli’n “hwyl”, ond rwy’n meddwl y gallai cael eich prosiect i weithio am y tro cyntaf fod yn fwy ystyrlon oherwydd gwaith neu hobïau.
Rwyf wedi bod yn trosi rhai dyluniadau o dwll trwodd i SMD.Gwneud cynhyrchion rhatach, ond nid yw'n hwyl adeiladu prototeipiau â llaw.Un camgymeriad bach: Dylid darllen “lle cyfochrog” fel “plât paralel”.
Na.Ar ôl i system ennill, bydd archeolegwyr yn dal i gael eu drysu gan ei chanfyddiadau.Pwy a wyr, efallai yn y 23ain ganrif, bydd y Gynghrair Blanedaidd yn mabwysiadu system newydd…
Doeddwn i ddim yn gallu cytuno mwy. maint cyfatebol gwirioneddol - nid felly) beth bynnag. Yn llym), ond o leiaf bydd pawb yn gwybod pa dechnoleg rydych chi'n siarad amdani (metrig / imperialaidd)!
“Yn gyffredinol, ni fydd cydrannau goddefol fel gwrthyddion, cynwysorau ac anwythyddion yn gwella os byddwch chi'n eu gwneud yn llai.”