关于On-chip ESD 在物联网的发展和介绍
cisco（思科）预测，到2020年底，将有超过500亿台设备接入互联网，它被称为物联网。许多人非常好奇得想知道如何把自己的冰箱连接到互联网上，并且能带来益处。其实物联网远远超过自动化购物清单，当你结合传感器、执行器和网络智能时，有着无限可能，比如它可以提高生产力，节约资源，甚至可以预防人类健康问题。
许多物联网芯片可以使用非常成熟的制程工艺，比如0.25um，180nm，130nm等，而这些工艺在20年前是属于一流的。很多人会认为，半导体制造工厂已经覆盖了静电保护（esd），电气过应力（eos）和闩锁的每一个方面，而且已经非常成熟。然而，据我们的了解，很多创新的半导体初创公司，在许多物联网应用程序需要非标准的on chip esd保护, 这也是这篇文章要谈的。
1）非标准信号电压
一些物联网系统除了典型的通用i/o（gpio）提供的接口外，还包括具有鲜明的信号条件下的传感器接口（5v或20v）。我们的许多客户要求容忍5v的esd，其主要用于如电池连接（4.5v-5v电池），传统的通信接口或usb。我们已经建立了5v电压的on-chip esd, 工艺从180nm到16nm。在28nm工艺下，对于标准1.8v io，我们甚至根据客户的特殊要求，达到了12v overdrive。
案例：削波电路保护无线接口电路的超高电压
同样，传感器俘获的小信号，比如几毫伏或毫安级的运动检测非常可能迷失在噪声中或由于gpio的漏电而丢失。
2）低漏电要求
许多物联网应用程序通过电池运行或者创新设计收获能源，设计师们竭尽全力减少功能电路的漏电或者获得新的能源。晶圆厂在其终端也提供了特殊的低功耗工艺选项，以减少动态功耗并且增加待机时间。然而，所有以上的努力工作，很有可能由于选择了漏电比较大的on-chip esd 而变得无功而返。
3）子系统的断电
为了进一步减少泄漏，只有一小部分系统一直处于运行状态。除非需要，否则所有其他电路都关闭。传统的esd保护会导致上面的努力功亏于溃，如果一旦信号被加载到不需要工作的i/o电路上。因此，io和esd的完美架构，才能使功耗达到更低的要求。
4）无线接口
每个系统都需要通信。因此，在所有的物联网系统上都可以找到无线接口。这就需要片上esd保护的低寄生电容（100ff或更低，公司曾经在高速电路中实现15ff）。比如蓝牙接口的esd保护和实时定位系统的esd保护：
5）芯片上的系统级保护
许多创新系统都是低成本和移动的，这也与esd有关。为了减少尺寸和物料清单（bom），系统设计人员从小型印刷电路板（pcb）上移除板级esd保护块。20年前，在实际使用产品时，加入了这种瞬态电压抑制器（tvs）来保护集成电路免受esd压力的影响。目前，越来越多电路没有tvs的保护，由于较短的pcb集成电路，业界一般用更严厉的esd事件，比如如iec 61000-4-2对电路进行测试。此外，在这些移动系统中，因为它们在恶劣环境中工作, 所以 on-chip esd承压的概率要高得多。
iec 61000-4-2保护物联网中的应用：
显然，ic设计者需要考虑他们在物联网系统中的esd保护策略，最明智的做法是依靠硅验证(si-proven) 的on-chip esd ip来加速设计的产品引入市场，以免esd过不了，不得不重新设计。esd的需求，请联系info@xmodtech.cn
silicon proven on-chip esd ip ：(另有soi，3dic，抗辐射等各种ip）
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1）非标准信号电压
一些物联网系统除了典型的通用i/o（gpio）提供的接口外，还包括具有鲜明的信号条件下的传感器接口（5v或20v）。我们的许多客户要求容忍5v的esd，其主要用于如电池连接（4.5v-5v电池），传统的通信接口或usb。我们已经建立了5v电压的on-chip esd, 工艺从180nm到16nm。在28nm工艺下，对于标准1.8v io，我们甚至根据客户的特殊要求，达到了12v overdrive。
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2）低漏电要求
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3）子系统的断电
为了进一步减少泄漏，只有一小部分系统一直处于运行状态。除非需要，否则所有其他电路都关闭。传统的esd保护会导致上面的努力功亏于溃，如果一旦信号被加载到不需要工作的i/o电路上。因此，io和esd的完美架构，才能使功耗达到更低的要求。
4）无线接口
每个系统都需要通信。因此，在所有的物联网系统上都可以找到无线接口。这就需要片上esd保护的低寄生电容（100ff或更低，公司曾经在高速电路中实现15ff）。比如蓝牙接口的esd保护和实时定位系统的esd保护：
5）芯片上的系统级保护
许多创新系统都是低成本和移动的，这也与esd有关。为了减少尺寸和物料清单（bom），系统设计人员从小型印刷电路板（pcb）上移除板级esd保护块。20年前，在实际使用产品时，加入了这种瞬态电压抑制器（tvs）来保护集成电路免受esd压力的影响。目前，越来越多电路没有tvs的保护，由于较短的pcb集成电路，业界一般用更严厉的esd事件，比如如iec 61000-4-2对电路进行测试。此外，在这些移动系统中，因为它们在恶劣环境中工作, 所以 on-chip esd承压的概率要高得多。
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