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摘要：全球半导体业之所以能够复苏，通信产业的迅猛发展功不可没，近年来通信集成电路IC芯片的需求大幅度增长，给全球半导体业注入了新的活力。在最近，三网融合的大趋势有力地推动了芯片业的发展，数字芯片在移动通信、无线Internet和无线数据传输业的发展，开始超过了PC机芯片的发展。
关键词：数字：芯片：发展趋势
据美国国际市场调查公司Dataquest的资料显示，1996年，全球通信设备市场规模为1673.54亿美元；1998年达2132.79亿美元；2000年达2574.62亿美元。1996～2000年的年平均增长率为11.4%。据国际电信联盟（ITU）预测，到2000年底，全球通信业总值将达1～1.2万亿美元的规模，并将首次超过世界汽车业的总产值。这个数字表明，2000年，由于全球通信业的迅猛发展，全球通信业年收入将突破万亿美元大关，将会进一步刺激全球半导体数字芯片芯片业的更快发展。
中国数字芯片芯片近年来发展也很快，据CCID 微电子研究部发布的一项市场调查和预测显示，2000～2008年中国通信类整机应用IC 芯片的市场规模将保持较快的增长速度，2008年通信类整机用IC芯片的市场需求量为15.02亿块，比2003 年增长21.62%，预计到2014年通信类整机用IC芯片的市场需求量将达90.77亿块。
在国内外半导体芯片园地里，数字芯片芯片正在向着体积小、速度快、多功能和低功耗的方向发展。
一、体积形状越来越精小
为了进一步缩小数字芯片的体积，科学家们正在研制一系列的采用非硅材料制造的芯片，例如砷化镓（GaAs）芯片、锗（Ge）芯片以及硅锗（SiGe）芯片等。 这些非硅数字芯片的体积更小巧，能够用来制造轻、薄、短、小的通信设备。
为了使通信终端设备做得越来越小，在数字蜂窝电话中，芯核RISC处理器构成一个高集成度子系统的一部分。基带部分，即RF 部分在通常的情况下集成一个RISC微控制器、一个低成本DSP、键盘、存储器、屏控制器和连接逻辑。ARM公司的ARM7 TDM1十分适合于这种应用，其每兆赫仅消耗1.85mW，相对低的 13MHz 速率与GSM900系统中的微控制器同步。
使数字芯片实现微型化的另一种有效的途径，是在半导体数字芯片制造工艺中采用更先进的光刻技术，科学家们让光透过掩膜形成一个影像，利用透镜使这个影像缩小，并且巧妙地利用这种投影光，把芯片电路的轮廓投射到涂有一层硅的光刻胶上面，通过对透镜的改进，缩短光的波长，并且改进光阻材料，就可以把芯片电路蚀刻得更加细致入微，更加精确，从而制造出集成度更高、体积更小的数字芯片，使用这种芯片的移动通信设备将变得更加便携。
二、处理速度越来越快
为了使新一代手机拥有更大的存储能力和更快的数据处理能力，将会提高手机的功耗，而要达到大数据量存储、 高速处理和功耗不增加这三种要求 ，新一代手机应当采用嵌入式flash（快闪）存储技术、高性能的DSP和降低电池电压等各种手段。
蓝色巨人IBM和北方电讯（Nortel） 公司的科学家们还联合研制出了一款制造材料既非硅、也非锗的新型芯片，这就是SiGe芯片，它是由硅（Si）和锗（Ge）两种材料的混合物制造而成的，称为SiGe混合物半导体芯片。 根据这两家公司的合作协议，Nortel公司负责为几种高速通信应用程序专门设计这种新型SiGe芯片，而IBM公司则负责专门生产这种芯片。 这种SiGe芯片是目前其他一些非硅半导体芯片诸如砷化镓芯片的有益的补充，SiGe芯片能够有力地支持研发更复杂、高速的通信新产品。与砷化镓芯片比较，SiGe芯片有着其明显的优势，SiGe芯片的集成度更高，体积更小，功耗也更少。此外，SiGe芯片还有一个突出的优点，它可以用现有的硅芯片生产设备进行加工，而不必另外添置其它的加工设备，从而能够有效地降低生产成本，与其他的非硅芯片更具有价格优势。
三、功能越来越多样化
欧洲最大的半导体制造厂商Philips半导体公司日前推出新型的GSM GPRS芯片组，以便实现基于GSM移动电话系统的高速数据传输，为移动通信Internet和个人多媒体服务热潮推波助澜。这种芯片组基于Philips并购的 VLSI 技术公司的OneC基带控制器，这是目前业界最高集成度的GSM解决方案，它将成为利用 GPRS进行高速数据传输的新一代移动电话的核心。这种综合GPRS方案的射频部分是由Philips开发的新型双带RF芯片组构成的。GPRS OneC 和Philips以及第三方的RF方案相容，成为一款面向3G的新产品。Philips的下一代将会集成更多的新功能，例如GPS、MP3以及Bluetooth等，并且直接面向UMTX、WCDMA以及CDMA-2000等3G移动通信标准。
为了研制出多功能的移动通信便携式终端设备，要求数字芯片具有更高的集成度，从而将多种芯片集成到一块芯片上，成为一体化芯片。Agere Systems公司（原Lucent Technologies微电子部），集中力量专攻通信设备的研究开发，成绩斐然，这家公司曾经创造了年销售数字芯片30亿美元的业绩，其中，一体化多功能芯片占58%，居该公司所有产品销售总额的12%。Agere最近还新推出了一款由11 个芯片组集成为一体的多功能移动电话。另外一家业界巨头TI ，最近几年将其研发重点进行了重新定位，加大了研发DSP及其他多功能数字芯片的力度，在研制开发新款多功能数字芯片方面表现不俗，十分引人注目。
四、耗能越来越低
长期以来，科学家们一直致力于研制能够显著地降低能耗的产品。最近，一种新推出的利用反向计算的方法设计的微处理器芯片可以大大降低耗电量。这种设计方法将导致功能强大的微处理器问世，这种微处理器可用于诸如掌上型计算机、移动电话和便携式计算机等电流驱动的装置中，并且可以大大延长这类装置的运行时间。在反向计算中，每个运算周期后存储在微处理器中的信息并没有完全被擦掉，擦掉信息时微处理器是不会发热的，而是保留了某些信息，供下一个运算周期使用。科学家们制造的理论模型表明，制造出只消耗相当于目前微处理器1%电能的功能强大的微处理器是完全可能的。加州大学信息学学院的一个研究小组最近宣布，他们已经研制出世界上第一块利用某些反向计算技术的微处理器芯片。
Motorola公司半导体部新推出的FLEX芯片组，提供了处理FLEX 协议所需的所有器件，加速了专业人员设计的寻呼机产品投放市场的速度。FLEX 协议是开发高速寻呼机de facto标准，它向专业人员提供一组共同的规则，确保寻呼机的使用能够跨越不同寻呼台站的设备。Motorola提供的68176芯片具有更宽的工作电压范围、较低的电源电压和比其它ADC芯片更低的成本，深受广大用户青睐。
作者简介：
康盛粦（1992—），男，延边大学工学院2011级.
关键词：数字：芯片：发展趋势
据美国国际市场调查公司Dataquest的资料显示，1996年，全球通信设备市场规模为1673.54亿美元；1998年达2132.79亿美元；2000年达2574.62亿美元。1996～2000年的年平均增长率为11.4%。据国际电信联盟（ITU）预测，到2000年底，全球通信业总值将达1～1.2万亿美元的规模，并将首次超过世界汽车业的总产值。这个数字表明，2000年，由于全球通信业的迅猛发展，全球通信业年收入将突破万亿美元大关，将会进一步刺激全球半导体数字芯片芯片业的更快发展。
中国数字芯片芯片近年来发展也很快，据CCID 微电子研究部发布的一项市场调查和预测显示，2000～2008年中国通信类整机应用IC 芯片的市场规模将保持较快的增长速度，2008年通信类整机用IC芯片的市场需求量为15.02亿块，比2003 年增长21.62%，预计到2014年通信类整机用IC芯片的市场需求量将达90.77亿块。
在国内外半导体芯片园地里，数字芯片芯片正在向着体积小、速度快、多功能和低功耗的方向发展。
一、体积形状越来越精小
为了进一步缩小数字芯片的体积，科学家们正在研制一系列的采用非硅材料制造的芯片，例如砷化镓（GaAs）芯片、锗（Ge）芯片以及硅锗（SiGe）芯片等。 这些非硅数字芯片的体积更小巧，能够用来制造轻、薄、短、小的通信设备。
为了使通信终端设备做得越来越小，在数字蜂窝电话中，芯核RISC处理器构成一个高集成度子系统的一部分。基带部分，即RF 部分在通常的情况下集成一个RISC微控制器、一个低成本DSP、键盘、存储器、屏控制器和连接逻辑。ARM公司的ARM7 TDM1十分适合于这种应用，其每兆赫仅消耗1.85mW，相对低的 13MHz 速率与GSM900系统中的微控制器同步。
使数字芯片实现微型化的另一种有效的途径，是在半导体数字芯片制造工艺中采用更先进的光刻技术，科学家们让光透过掩膜形成一个影像，利用透镜使这个影像缩小，并且巧妙地利用这种投影光，把芯片电路的轮廓投射到涂有一层硅的光刻胶上面，通过对透镜的改进，缩短光的波长，并且改进光阻材料，就可以把芯片电路蚀刻得更加细致入微，更加精确，从而制造出集成度更高、体积更小的数字芯片，使用这种芯片的移动通信设备将变得更加便携。
二、处理速度越来越快
为了使新一代手机拥有更大的存储能力和更快的数据处理能力，将会提高手机的功耗，而要达到大数据量存储、 高速处理和功耗不增加这三种要求 ，新一代手机应当采用嵌入式flash（快闪）存储技术、高性能的DSP和降低电池电压等各种手段。
蓝色巨人IBM和北方电讯（Nortel） 公司的科学家们还联合研制出了一款制造材料既非硅、也非锗的新型芯片，这就是SiGe芯片，它是由硅（Si）和锗（Ge）两种材料的混合物制造而成的，称为SiGe混合物半导体芯片。 根据这两家公司的合作协议，Nortel公司负责为几种高速通信应用程序专门设计这种新型SiGe芯片，而IBM公司则负责专门生产这种芯片。 这种SiGe芯片是目前其他一些非硅半导体芯片诸如砷化镓芯片的有益的补充，SiGe芯片能够有力地支持研发更复杂、高速的通信新产品。与砷化镓芯片比较，SiGe芯片有着其明显的优势，SiGe芯片的集成度更高，体积更小，功耗也更少。此外，SiGe芯片还有一个突出的优点，它可以用现有的硅芯片生产设备进行加工，而不必另外添置其它的加工设备，从而能够有效地降低生产成本，与其他的非硅芯片更具有价格优势。
三、功能越来越多样化
欧洲最大的半导体制造厂商Philips半导体公司日前推出新型的GSM GPRS芯片组，以便实现基于GSM移动电话系统的高速数据传输，为移动通信Internet和个人多媒体服务热潮推波助澜。这种芯片组基于Philips并购的 VLSI 技术公司的OneC基带控制器，这是目前业界最高集成度的GSM解决方案，它将成为利用 GPRS进行高速数据传输的新一代移动电话的核心。这种综合GPRS方案的射频部分是由Philips开发的新型双带RF芯片组构成的。GPRS OneC 和Philips以及第三方的RF方案相容，成为一款面向3G的新产品。Philips的下一代将会集成更多的新功能，例如GPS、MP3以及Bluetooth等，并且直接面向UMTX、WCDMA以及CDMA-2000等3G移动通信标准。
为了研制出多功能的移动通信便携式终端设备，要求数字芯片具有更高的集成度，从而将多种芯片集成到一块芯片上，成为一体化芯片。Agere Systems公司（原Lucent Technologies微电子部），集中力量专攻通信设备的研究开发，成绩斐然，这家公司曾经创造了年销售数字芯片30亿美元的业绩，其中，一体化多功能芯片占58%，居该公司所有产品销售总额的12%。Agere最近还新推出了一款由11 个芯片组集成为一体的多功能移动电话。另外一家业界巨头TI ，最近几年将其研发重点进行了重新定位，加大了研发DSP及其他多功能数字芯片的力度，在研制开发新款多功能数字芯片方面表现不俗，十分引人注目。
四、耗能越来越低
长期以来，科学家们一直致力于研制能够显著地降低能耗的产品。最近，一种新推出的利用反向计算的方法设计的微处理器芯片可以大大降低耗电量。这种设计方法将导致功能强大的微处理器问世，这种微处理器可用于诸如掌上型计算机、移动电话和便携式计算机等电流驱动的装置中，并且可以大大延长这类装置的运行时间。在反向计算中，每个运算周期后存储在微处理器中的信息并没有完全被擦掉，擦掉信息时微处理器是不会发热的，而是保留了某些信息，供下一个运算周期使用。科学家们制造的理论模型表明，制造出只消耗相当于目前微处理器1%电能的功能强大的微处理器是完全可能的。加州大学信息学学院的一个研究小组最近宣布，他们已经研制出世界上第一块利用某些反向计算技术的微处理器芯片。
Motorola公司半导体部新推出的FLEX芯片组，提供了处理FLEX 协议所需的所有器件，加速了专业人员设计的寻呼机产品投放市场的速度。FLEX 协议是开发高速寻呼机de facto标准，它向专业人员提供一组共同的规则，确保寻呼机的使用能够跨越不同寻呼台站的设备。Motorola提供的68176芯片具有更宽的工作电压范围、较低的电源电压和比其它ADC芯片更低的成本，深受广大用户青睐。
作者简介：
康盛粦（1992—），男，延边大学工学院2011级.