ASIC grandes de SiGe para lógica digital

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Estoy tratando de entender si existen ASIC digitales con decenas de millones de puertas de silicio-germanio. Un comentario en otra publicación estados (énfasis mío) "SiGe puede llegar a 5 GHz con bastante facilidad, incluso con medio billón de puertas ": estoy tratando de confirmar o refutar esta declaración.

A continuación es cómo entiendo las cosas. SiGe (por ejemplo, SiGe 9HP de Global Foundries ) es un proceso BiCMOS que integra dos tecnologías separadas. Contiene una "base de silicio madura rentable", que es el proceso de 90 nm Si. Sobre esta base, permite el uso de transistores NPN SiGe con "rendimiento excepcional de alta frecuencia".

Mirando las aplicaciones del proceso SiGe 9HP, parece que estos transistores NPN se utilizan para propósitos analógicos , por ejemplo. para LIDAR, RADAR, 5G, Ethernet, etc. No he encontrado aplicaciones que usen transistores NPN para construir lógica digital a gran escala. Un investigador líder de SiGe tiene una lista de "circuitos seleccionados de SiGe" (ver columna derecha) y ninguno parece ser un circuito digital a gran escala .

Como nota al margen, encontré que SiGe se usó en el contexto de silicona forzada , pero, según entiendo, la silicona filtrada es solo si CMOS.

Mis preguntas con respecto al proceso SiGe son:

  1. ¿Se utilizan los transistores NPN SiGe para construir puertas digitales?
  2. ¿Se pueden construir ASIC digitales a partir de decenas de millones de puertas SiGe?
  3. Si la respuesta a 2) es "sí", ¿hay ejemplos públicos?
  4. Si la respuesta de 2) es "no", ¿por qué no (por ejemplo, tamaño, potencia, rendimiento, ...)?
pregunta Randomblue

1 respuesta

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Los transistores NPN y PNP usan más corriente al construir la lógica. Necesitas pasar corriente a través de la unión base-emisor para encenderlos. En MOS, a primer orden, la única corriente que necesita es cargar la capacitancia de la compuerta.

Esta es la razón por la cual CMOS ha reemplazado el bipolar en casi todas las aplicaciones lógicas (hay excepciones, como ECL en divisores PLL).

Para responder a sus preguntas:

  

¿Se utilizan los transistores NPN SiGe para construir puertas digitales?

Sí. Esto se hace para una lógica muy simple y pequeña, cuando es posible que necesite unos pocos cientos de puertas de control en un amplificador de potencia o similar (y puede ahorrar el costo de la pieza BiCMOS en el proceso), o cuando la lógica debe ser realmente rápido (por ejemplo, en algunos de los bloques de construcción en los PLL).

  

¿Se pueden construir ASIC digitales a partir de decenas de millones de puertas SiGe?

Aunque no creo que haya una razón física por la cual no, la corriente necesaria para alimentar un chip de este tipo hace que sea prácticamente inviable: se volvería muy caliente y costoso. Las ventajas de CMOS solo hacen que sea una excelente tecnología digital.

    
respondido por el Joren Vaes

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