디지털 MEMS 마이크로폰은 MEMS 센서, ROIC, 패키지로 구성된다. 그 중 ROIC는 MEMS 센서 신호를 디지털신호로 변환하는 기능을 한다. 본 이전기술 "디지털 MEMS 마이크로폰 ROIC용 시그마-델타 변조기"는 ROIC내의 핵심회로로서 과표본화 및 잡음변형 기법을 통해 고해상도 아날로그-디지털 변환 기능을 하는 회로이다.
스마트폰 등 휴대기기에 사용되는 MEMS 마이크로폰은 초기 58dB SNR에서 64dB SNR로 점차 고성능화 되고 있고, 아날로그 MEMS 마이크로폰에서 디지털 MEMS 마이크로폰으로 수요가 전환되고 있다. 이와 관련하여 패키지제작기술 분야에서는 국내 MEMS 마이크로폰 개발업체가 선도기업과 대응한 기술력을 확보하고 있지만, MEMS 센서 및 ROIC 기술 분야에서는 국내 기술이 선도제품 수준의 성능 및 가격 경쟁력에 비해 뒤쳐진 상황이다. 따라서 국내 마이크로폰 개발업체의 기술경쟁력확보를 위해서 MEMS센서와 ROIC기술의 확보가 반드시 필요한 상황이다.
본 기술이전의 대상기술인 “디지털 MEMS 마이크로폰용 시그마-델타 변조기 회로기술”은 디지털 MEMS 마이크로폰 ROIC의 핵심기술이다. 본 기술을 MEMS 마이크로폰 ROIC 개발업체에 전수함으로써 고성능 디지털 MEMS 마이크로폰 ROIC 개발에 큰 도움이 될 것으로 기대되며, 향후 상용화 시 국내 MEMS 마이크로폰 기술 중 ROIC의 기술 경쟁력 및 가격 경쟁력 확보가 가능할 것으로 기대된다.
* 특징
- SNR 64dB이상의 High-SNR 디지털 MEMS 마이크로폰 ROIC에 적용 가능
- 더블샘플링 및 적분기 쵸퍼안정화 기법을 통한 저잡음 구현
- 동적바이어스 및 피드포워드구조를 통한 저전력 구현
- 1.6V ~ 3.6V 넓은 동작 전원전압
*장점
- 우수한 잡음성능으로 SNR 64dB이상의 디지털 MEMS 마이크로폰 대응 가능
- 동일 사양의 타 제품에 비하여 낮은 소모전력 및 작은 칩면적
- 기술개발시간 단축 및 모의실험 정확도 향상을 위해 verilog-A 모델을 이용한 혼성모드 모의실험기술, 잡음특성 분석기술 제공
디지털 MEMS 마이크로폰 ROIC용 시그마-델타 변조기 기술
- 시그마-델타 변조기 구조 및 회로설계 기술
- 시그마-델타 변조기 도면설계 기술
- 시그마-델타 변조기 성능시험 기술
A. 시그마-델타 변조기 구조 및 회로설계 기술
- 매트랩 및 verilog-A를 이용한 구조설계 기술
- 적분기, 비교기, 클럭생성기 등 단위블록 설계 기술
- 쵸퍼안정화 및 Idle-tone 억제기법 설계 기술
- 모의실험 데이터 분석기술
B. 시그마-델타 변조기 도면설계 기술
- 차동신호의 대칭성 향상 도면설계 기술
- 잡음 간섭영향 최소화를 위한 도면설계 기술
C. 시그마-델타 변조기 성능시험 기술
- 측정환경 및 측정용 PCB 설계 기술
- 성능항목별 성능시험 방법
본 기술은 고해상도 아날로그-디지털 신호변환이 가능한 회로기술로서 고성능 디지털 MEMS 마이크로폰 ROIC에 활용가능하다.
본 기술을 MEMS 마이크로폰 ROIC 개발업체에 기술이전 함으로써, 해당업체는 국내/외 마이크로폰 모듈 제작업체에 ROIC를 공급할 수 있을 것으로 예상된다. 이를 통해 기존 전량 수입에 의존하고 있던 디지털 MEMS 마이크로폰 ROIC의 수입대체 및 수출을 기대할 수 있다. 또한 국내 마이크로폰 모듈 업체는 ROIC 공급선의 다변화가 가능해짐에 따라 가격 경쟁력 확보가 가능하고, 설계업체와의 협력관계에 의해 시장의 요구에 부응하는 고성능 다기능의 마이크로폰 모듈 제작이 가능하여 기술 선도가 가능하다.
따라서 MEMS 마이크로폰의 기술경쟁력 향상과 함께 세계시장 점유율을 높일 수 있다.
또한 본 기술은 오디오 신호처리 및 센서신호처리용 집적회로/SoC 개발에도 활용이 가능하다.