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✔ CMOS

• CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)

  • 기본 원리

    • CMOS는 상보형 금속 산화 반도체 기술로, n형 및 p형 MOSFET(금속 산화 반도체 전계 효과 트랜지스터)을 함께 사용하여 전력을 효율적으로 소비하는 회로를 만듭니다. CMOS 기술의 핵심은 두 개의 트랜지스터가 상보적으로 작동하여 하나는 켜지고 다른 하나는 꺼지는 방식으로 전력을 절약하는 것입니다. 이러한 방식은 전력이 꺼져 있는 동안 거의 전류를 소비하지 않기 때문에 전력 소비를 최소화합니다.

  • CMOS의 구조

    1. p형 MOSFET (pMOS): 양전압에 의해 활성화되는 트랜지스터.
    2. n형 MOSFET (nMOS): 음전압에 의해 활성화되는 트랜지스터.

  • CMOS 공정의 사용 이유

    이유	설명
    저전력 소모	정지 상태에서 거의 전력을 소비하지 않고, 스위칭 동작 중에만 전력을 소모하여 배터리 수명 연장에 기여.
    높은 집적도	작은 크기의 트랜지스터를 통해 고밀도 집적 회로 설계 가능, 성능 향상 및 비용 절감.
    비용 효율성	대량 생산에 적합하여 단위 비용 절감, 소비자 제품 가격 인하 및 시장 출시 제품 증가.
    고속 동작	높은 스위칭 속도를 제공하여 고성능 마이크로프로세서, 메모리 장치, 고속 통신 장비 등에서 사용.
    높은 신뢰성	높은 내구성과 긴 수명을 제공하여 전자 기기의 신뢰성을 높이고 유지 보수 비용 절감.
    다양한 응용 분야	디지털 회로와 아날로그 회로 모두에서 사용 가능, 마이크로프로세서, 메모리, 센서, 통신 장비 등에서 활용.
    공정 호환성	기존의 많은 공정 장비와 호환되며, 지속적인 공정 기술 발전을 통해 더 작고 빠른 트랜지스터 제작 가능.
    소규모 전자 장치 요구 사항 충족	스마트폰, 태블릿, 웨어러블 기기 등 소형화된 기기에서 높은 집적도와 저전력 소모가 특히 중요.

✔ RF

• RF (Radio Frequency)

  • : 라디오 주파수의 약자.

  • 주파수 대역

    대역	주파수 범위
    극저주파 (ELF)	3 Hz - 30 Hz
    초저주파 (SLF)	30 Hz - 300 Hz
    저주파 (LF)	300 Hz - 30 kHz
    중파 (MF)	300 kHz - 3 MHz
    단파 (HF)	3 MHz - 30 MHz
    초단파 (VHF)	30 MHz - 300 MHz
    극초단파 (UHF)	300 MHz - 3 GHz
    마이크로파	3 GHz - 30 GHz
    밀리미터파	30 GHz - 300 GHz

✔ SoC

• SoC (System on Chip)

  • : 하나의 집적 회로(IC) 칩에 여러 가지 시스템 구성 요소를 통합한 반도체 장치를 말합니다.

  • SoC의 구성요소

    구성 요소	설명
    CPU	중앙 처리 장치로, 명령어 처리와 시스템 작동 제어.
    GPU	그래픽 처리 장치로, 고성능 그래픽 렌더링 작업 수행.
    메모리	RAM: 일시적 데이터 저장. <br> ROM: 부팅 과정 등 특정 작업에 필요한 데이터 저장.
    DSP	디지털 신호 처리 장치로, 오디오, 비디오 및 기타 신호 처리.
    I/O 포트	외부 장치와의 통신을 위한 입출력 포트 (USB, HDMI, GPIO 등).
    통신 모듈	Wi-Fi, Bluetooth, LTE/5G 등의 무선 통신 기능 제공.
    전력 관리	전력 소비 최적화 및 전반적인 전력 관리 수행.
    버스	SoC 내의 구성 요소 간 데이터 전송 경로.

  • SoC의 장점

    장점	설명
    크기 및 무게 감소	여러 부품을 하나의 칩에 통합하여 전체 시스템의 크기와 무게 감소.
    전력 효율성	칩 내 데이터 이동으로 외부 칩 간 전송에 비해 전력 소모 감소.
    비용 절감	단일 칩으로 여러 기능을 수행하여 부품 및 제조 비용 절감.
    성능 향상	통합 구조로 데이터 전송 속도 증가 및 시스템 성능 향상.
    설계 유연성	다양한 요구 사항에 맞게 설계 가능, 특정 애플리케이션에 최적화된 성능 제공.

  • SoC의 응용 분야

    응용 분야	설명
    모바일 기기	스마트폰, 태블릿 등에서 고성능 및 저전력 소모를 위해 사용.
    IoT	다양한 IoT 기기에서 작은 크기와 낮은 전력 소모를 위해 사용.
    자동차	자동차의 전자 시스템, 자율 주행, 인포테인먼트 시스템 등에서 사용.
    가전 제품	스마트 TV, 스마트 홈 디바이스 등에서 사용.
    헬스케어 기기	웨어러블 기기, 의료 장비 등에서 사용.

    

    

    

✔ Custom IC Design Flow

• MPW Flow

  

• VLSI Chip Types

  

  Full Custom은 Analog에 사용 많이 함.