自1987年Larry Hornbeck博士發(fā)明第一片DLP芯片以來(lái)，DLP已實(shí)現(xiàn)廣泛的應(yīng)用。Hornbeck博士也因發(fā)明了徹底改變電影行業(yè)的TI DLP Cinema數(shù)字微鏡器件(DMD)而獲得了科學(xué)與技術(shù)學(xué)院功績(jī)獎(jiǎng)。
今天，工業(yè)級(jí)高速3D打印機(jī)、手持式近紅外(NIR)光譜分析儀均有賴于DLP技術(shù)，DLP還推動(dòng)了汽車抬頭顯示(HUD)解決方案的發(fā)展，此外該技術(shù)還打開(kāi)了可穿戴顯示、頭部安裝、等方面的小型尺寸應(yīng)用市場(chǎng)。
作為德州儀器(TI)DLP產(chǎn)品工程設(shè)計(jì)經(jīng)理，Jeff Marsh會(huì)親自監(jiān)督檢查DLP芯片制作的每一步。Jeff笑稱自己是一名名副其實(shí)的“戲法大師”。
同時(shí)，Jeff坦承自己必須同時(shí)應(yīng)對(duì)很多獨(dú)特的挑戰(zhàn)，“不過(guò)在TI工作了20年后，我現(xiàn)在做的還算得心應(yīng)手。”
“得心應(yīng)手”也許還是一個(gè)謙虛的說(shuō)法。
無(wú)論工業(yè)級(jí)高速3D打印機(jī)、NIR光譜分析儀、HUD解決方案還是可穿戴顯示、頭部安裝、等方面的小型尺寸應(yīng)用，其核心是DMD，它覆蓋著數(shù)百萬(wàn)個(gè)控制和反射光線的微鏡的微型芯片。
芯片化，還是非芯片化?
從頭開(kāi)始創(chuàng)造一款全新的DLP芯片是一個(gè)持續(xù)改良和創(chuàng)新的過(guò)程，而源頭則是一個(gè)核心問(wèn)題：它是為了什么樣的商業(yè)需求而服務(wù)?
“設(shè)備廠商熱衷于把DLP芯片集成到所有設(shè)備中——從超級(jí)移動(dòng)顯示到高分辨率紫外線(UV)3D打印機(jī)，因而我們對(duì)于客戶需要的了解就變得十分重要，”Jeff說(shuō)，“我們必須知道產(chǎn)品需要能夠?qū)崿F(xiàn)哪些功能，以及為了滿足這些要求我們的芯片設(shè)計(jì)人員和工程師們必須將哪些特性包含在他們的產(chǎn)品中。”
就像一個(gè)復(fù)雜拼圖一樣，在能夠設(shè)計(jì)出一個(gè)可行芯片并最終批量生產(chǎn)之前，有一些特性必須先確定，比如尺寸、成本和分辨率。
芯片制造的“秘密武器”
也許，正是我們制造芯片的方式讓我們的DLP芯片如此特別并帶有極深的TI印記。正如Jeff輕松證實(shí)的那樣，這是半導(dǎo)體工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)的獨(dú)門秘笈。
“我經(jīng)常會(huì)被問(wèn)‘你到底是如何將這些微鏡放置在這個(gè)器件上的?’”他說(shuō)，“有些人也許認(rèn)為我們用鑷子將它們機(jī)械地組裝在器件上，或者在顯微鏡的幫助下使用一個(gè)機(jī)器人進(jìn)行組裝——但不好意思，完全不是。”
所有DLP芯片最初都是從一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)晶圓開(kāi)始。這些晶圓組成了存儲(chǔ)單元陣列，它們將最終決定微鏡如何以及何時(shí)傾斜。
之后才是獨(dú)家“魔法”——“我們?cè)诖鎯?chǔ)單元上搭建了一個(gè)結(jié)構(gòu)，不過(guò)我們的搭建方式是使用一系列的金屬鍍膜、蝕刻和光刻，以搭建一個(gè)3D微鏡陣列，”Jeff說(shuō)，“所以，雖然我們使用的是標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體設(shè)備和處理工藝，我們的操作方式卻要優(yōu)于傳統(tǒng)使用方法，從而讓我們得以與眾不同。”
芯片制造的旅途仍在繼續(xù)
在經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)和測(cè)試之旅后，下一步就到了生產(chǎn)制造。但這并不是終點(diǎn)。Jeff說(shuō)，他和他的團(tuán)隊(duì)仍然保持著活力，幫助客戶解決全新DLP芯片使用過(guò)程中有可能遇到的挑戰(zhàn)或難題。
“我們?cè)诮M裝期間始終監(jiān)視性能，并且監(jiān)視產(chǎn)量，以確保我們將客戶需要的產(chǎn)品交付到他們手中。”Jeff表示。
此外，不論是更低功耗、更高亮度、提高的分辨率，還是更小封裝，推動(dòng)創(chuàng)新，所有這些以創(chuàng)造出更新DLP芯片、滿足客戶的新需要，尋找全新潛在應(yīng)用為目的的過(guò)程將永不停歇。
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