TI推出全球最小MCU

德州仪器 (TI) 今日推出了全球最小的 MCU，扩展了其全面的 Arm  Cortex    -M0+ MSPM0 MCU 产品组合。 
 这款名为MSPM0C1104 MCU 的晶圆芯片级封装 (WCSP) 尺寸仅为 1.38mm²，大约相当于黑胡椒片的大小，使设计人员能够优化医疗可穿戴设备和个人电子产品等应用中的电路板空间，而不会影响性能。

TI MSP 微控制器副总裁兼总经理Vinay Agarwal表示：“在耳塞和医疗探头等微型系统中，电路板空间是一种稀缺而宝贵的资源。随着全球最小 MCU 的加入，我们的 MSPM0 MCU 产品组合提供了无限可能，让我们在日常生活中实现更智能、更互联的体验。” 
 TI 的 MSPM0 MCU 产品组合拥有 100 多种经济高效的 MCU，可提供片上模拟外设的可扩展配置和一系列计算选项，以增强嵌入式设计的传感和控制功能。 
 TI表示，消费者不断要求日常电子产品（例如电动牙刷和触控笔）在更小的体积内提供更多功能，同时降低成本。为了在这些不断缩小的产品中进行创新，工程师越来越多地寻求紧凑、集成的组件，使他们能够在节省电路板空间的同时增加功能。MSPM0C1104 MCU 利用 WCSP 封装技术的优势，以及有意的功能选择和 TI 的成本优化努力。八球 WCSP 的尺寸为 1.38mm²，比竞争设备小 38%。 
 该 MCU 具有 16KB 内存、三通道 12 位模拟数字转换器、六个通用输入/输出引脚，并兼容通用异步接收器发送器 (UART)、串行外设接口 (SPI) 和集成电路间 (I 2 C) 等标准通信接口。将精确、高速的模拟组件集成到世界上最小的 MCU 中，使工程师能够灵活地保持其嵌入式系统的计算性能，而无需增加电路板尺寸。 
 TI在博客中介绍说，封装创新是半导体领域为数不多的肉眼可见的改进之一。为了帮助减小封装尺寸，半导体制造商能够通过从传统引线选项转向高级封装选项来去除不必要的塑料外壳和引线。这些封装选项的尺寸与芯片尺寸直接相关，可以减少实现预期功能所需的面积。

TI 在其嵌入式处理产品组合中提供了几种微型封装： 
 • 四方扁平无引线 (QFN  )。QFN 封装与传统引线不同，它由塑料外壳边缘周围的扁平触点和底部的裸露导热垫组成，以提高热性能。 
 下图显示了 MSPM0C1104 的封装图，这是一款 20 引脚微控制器，面积仅为 9mm²。

晶圆芯片级封装 (WCSP)。与其他封装类型相比，这些封装具有最小的外形尺寸。焊球阵列直接连接到硅片，使封装尺寸等于硅片（见下图）。在 1.38mm²中安装八个焊球，每平方毫米可集成更多功能。MSPM0C1104 还采用 WCSP 封装，比竞争器件小 38%，是世界上最小的 MCU。

在TI看来，解决电路板空间有限问题的另一种方法是优化设备中的功能集成。每个组件都有自己的塑料封装、引线和所需的布局空间，它们占用的电路板空间比具有集成功能的单个芯片要大得多。

在推动小型化的过程中，集成模拟和数字外设的 MCU 和处理器可以证明是有用的。以脉搏血氧仪为例。与离散设计方法相比，如上图所示，将模数转换器 (ADC)、比较器和电压基准集成到 MCU 中可以减少所需组件的数量，从而减小 PCB 尺寸。

不过，TI也坦言，选择将哪些功能集成到 MCU 中需要做出一些权衡。功能集成可以减少设计中的组件数量，但包含不必要的功能可能会违背意图并增加单芯片解决方案的大小。这就是功能优化如此重要的原因。添加的外设与芯片大小和设备成本直接相关。未使用的功能会浪费空间和金钱，并降低空间受限设计的效率。了解市场的真正需求可以带来具有成本和尺寸竞争力的嵌入式解决方案。例如，MSPM0C1104 8 球 WCSP 不仅体积小，而且具有众多集成功能和组件。它在 1.38 mm² 封装中提供 16KB 闪存、具有三个通道的 12 位 ADC 和三个计时器。通过使用 MSPM0C1104 等器件来优化每平方毫米的特征数量，工程师可以在设计中发挥更多作用。 
 随着物理集成电路变得越来越小，设计和生产方法也在不断发展。虽然转向更小的电气元件可以帮助最小化 PCB 尺寸，但也需要考虑布局、处理和生产流程。 
 使用芯片级封装进行设计时，两种类型的 PCB 焊盘图案很有用：阻焊定义 (SMD) 和非阻焊定义 (NSMD)，如下图所示。SMD 类型包含与基板重叠的较大铜焊盘，而 NSMD 类型包含尺寸更紧凑的较小铜焊盘。NSMD 型焊盘在芯片级封装中提供更好的均匀覆盖、更好的布线和更低的应力。

元件的放置和处理也非常困难。对于半导体和产品制造商而言，制造过程中使用的贴片机和真空笔可最大程度地降低损坏 WCSP 和 BGA 封装裸露芯片的风险。为了提高贴片精度，贴片机中的视觉系统可以定位封装轮廓或单个凸块。焊料凸块的几何形状可实现 PCB 焊盘的自动定心和校正。随着电子元件尺寸的减小，制造机械也随之发展以弥补这一缺陷。  
      TI表示，全新 MSPM0C1104 加入了 TI 的MSPM0 MCU 产品组合，该产品组合具有可扩展性、成本优化和易用性，可加快产品上市时间。TI 的 MSPM0 MCU 具有引脚对引脚兼容的封装选项和功能集，可满足个人电子产品、工业和汽车应用中的内存、模拟和计算要求。该产品组合的起价为0.16 美元（1,000 件），还包括其他小型封装，有助于减小电路板尺寸和物料清单。该产品组合的优化和功能集成可帮助工程师设计任何尺寸的产品，同时降低系统成本和复杂性。 
       为了提供进一步的支持，TI 的综合生态系统包括针对所有 MSPM0 MCU 的优化软件开发套件、用于快速原型设计的硬件开发套件、参考设计以及子系统（常见 MCU 功能的代码示例）。TI的 Zero Code Studio工具使用户能够在几分钟内配置、开发和运行 MCU 应用程序，而无需编码。工程师可以利用这个生态系统来扩展设计并重复使用代码，而无需进行重大的硬件或软件修改。除了这个生态系统之外，TI 的 MSPM0 MCU 产品组合还得到了 TI 对其内部制造能力不断增加的投资的支持，以满足未来的需求。