比利时微电子研究中心、霍尔斯特中心与罗姆半导体联手展示低功耗物联网

比利時微電子研究中心作為全球奈米電子與數位科技的
研究與創新先驅，近日於舊金山舉行的 2017 國際固態電路研討會（International SolidState
Circuits Conference）上，與霍爾斯特中心（由比利時微電子研究中心和荷蘭應用科學研究組織成立）和羅姆半導體集團展示物聯網無線收發器專用的全數位鎖相迴路
（ADPLL）。傳統的鎖相迴路是極為耗能的無線電元件，且佔用 30% 的無線電波區域，但是全新的全數位鎖相迴路主打小面積（在 40 奈米 CMOS 元件上僅占 0.18平方毫
米）、低功耗（0.67 毫瓦）與絕佳效能。全新的全數位鎖相迴路所有寄生訊號小於 -56dBc、抖動低於 2 ps，超越頂尖的數位鎖相迴路，展現極致穩健效能。

直覺式物聯網仰賴許多微小的感測節點，這些看不到的節點嵌入至環境中各處，並以無線方式連接網路。未來物聯網裝置使用量上看數十億，電池不可能頻繁更換。因此，如何減少耗能是第一要務，也是一大挑戰，對於無線連線而言尤其如此。

鎖相迴路是用於頻率合成的無線通訊元件，至今一直作為類比元件使用，不過研究社群正試圖開發數位式的鎖相迴路作為替代。全數位鎖相迴路能減少佔用面積、提升控制性與可測試性，並進一步縮小高階 CMOS 節點的尺寸。然而，時至今日，全數位鎖相迴路在效能方面仍不及類比元件。

比利時微電子研究中心和羅姆半導體集團共同發表的全數位鎖相迴路為業界首創，結合僅0.67 毫瓦的最低能耗與優越效能，不但支援低功耗藍牙（BLE）無線電波的所有規格，與現有的解決方案相比，成本與能耗更大幅降低。此款無除頻器分數型數位鎖相迴路具備減少寄生訊號的高能效技術，以及數位相位展開技術，展現完美效能。

比利時微電子研究中心/霍爾斯特中心直覺式物聯網感知系統的專案總監 Kathleen Philips表示：「我們很高興能與羅姆半導體集團合作解決一大挑戰，開發出全數位鎖相迴路，為比利時微電子研究中心的世界級低功耗無線通訊設計開創新的里程碑。這款全數位鎖相迴路已經發展成熟、性能極佳，能替代現今廣泛使用的類比鎖相迴路。全數位鎖相迴路已準備好進行工業量產，目前也轉交給我們的產業夥伴進行產品整合。」

國際固態電路研討會上，比利時微電子研究中心發表四篇論文，探討超低功耗連線能力的關鍵建構區塊。這些創新開發項目能為藍芽等標準無線電，或次 GHz 級頻段通訊空間的新式無線電等，降低咦髦小⒋龣C、睡眠及暫態咿D時的能耗。

圖 1：比利時微電子研究中心與羅姆半導體集團開發之次毫瓦級全數位鎖相迴路

圖 2：全數位鎖相迴路具有低功耗（0.67 毫瓦）、所有寄?訊號?於 -56dBc 的優異效能