Deel 2 in de Bits&Chips-serie van de beste chipontwerpinnovaties die de Lage Landen hebben voortgebracht: de one-chip tv van Philips. Uit moeilijke tijden voortgekomen, maar een eclatant succes desalniettemin.
Het was alsof het universum erop stond dat de one-chip tv-chip (octc) er zou komen. Cruciale ontwerpinnovaties, een gespecialiseerd fabricageproces en een fab naast de deur die opeens niks meer te doen had: alles viel in de jaren negentig op zijn plaats om een van Philips Semiconductors’ meest succesvolle ic’s ooit op de markt te krijgen. Van de opeenvolgende versies werden honderden miljoenen exemplaren verkocht. Op het hoogtepunt werden zeven van de tien televisies voorzien van de octc – niet alleen Philips-televisies, álle televisies.
Het one-chip tv-systeem leverde dan ook flinke kostenbesparingen op. Philips slaagde er niet in letterlijk alle tv-elektronica op één ic te proppen, zoals de naam suggereert, maar elimineerde wel een fors aantal actieve en passieve componenten. De chip nam alle signaalverwerking en diverse andere functies voor zijn rekening en ondersteunde bovendien de drie grote internationale tv-standaarden Pal, NTSC en Secam. Voor welke markt een tv-fabrikant ook produceerde, hij kon met de octc uit de voeten.
Lege fab
De basis voor de octc werd gelegd in de voor Philips onfortuinlijke jaren tachtig. Het concern betrad dat decennium nog als dominante factor in de analoge tv-elektronica, maar viel van zijn voetstuk door de boot in digitaal cmos te missen.
Philips was met vallen en opstaan erg goed geworden in de productie en het ontwerp van analoge circuits op basis van bipolaire transistoren. Het Natlab had echter ook een manier bedacht om digitale logica op basis van bipolaire technologie te maken. Philips dacht dankzij deze Integrated Injection Logic (I2L) geen cmos nodig te hebben voor digitale functies en maakte geen haast met deze opkomende technologie.
Device lifecycle management for fleets of IoT devices
Microchip gives insight on device management, what exactly is it, how to implement it and how to roll over the device management during the roll out phase when the products are in the field. Read more. .
Eind jaren tachtig probeerde Philips deze fout nog recht te zetten met een grootschalige en ongekend ambitieuze inhaalslag, die ervoor moest zorgen dat het bedrijf binnen enkele jaren alsnog een leidende positie in cmos-technologie zou verwerven. De speciaal daarvoor gebouwde nieuwe fab in Nijmegen was echter nog niet af of het concern kwam in de grootste crisis van zijn leven terecht. President Jan Timmer trok subiet de stekker uit het Megachip-project.
Maar die fab stond er nu eenmaal, dus die moest worden gevuld. Philips viel daarvoor terug op bipolaire technologie, maar vulde die aan met cmos (waarover tijdens Megachip veel kennis was opgedaan). Bicmos heet die combinatie in het algemeen, Philips noemde zijn eigen smaakje Bimos.
Ambities beloond
Op de eerste versie na waren alle octc’s in dit Bimos gemaakt. Alle signaalverwerking was analoog, terwijl de digitale functies door cmos werden verzorgd. Het bleek een gouden combinatie, herinnert Joop van Lammeren zich, een van de ontwerpers van de octc. ‘Wij hadden het beste van twee werelden. Er waren meer maskers nodig, maar dat betaalde zich dubbel en dwars terug door het gemak waarmee we functies konden combineren. We kregen af en toe opdracht om te kijken of we zaken toch niet in cmos konden regelen. Dat bleek vaak zo makkelijk nog niet’, aldus Van Lammeren.
Niet dat het ontwerp van de octc gesneden koek was. De ontwerpers bij Philips hadden de lat hoog gelegd. ‘Je kunt ic’s als het ware aan elkaar plakken, maar je blijft zitten met de externe componenten. Wij wilden die allemaal integreren’, vertelt John Somberg, destijds – en nog altijd – collega van Van Lammeren in Nijmegen. ‘Dat vereiste wel nieuwe circuittechnieken: als je alles bij elkaar zet en niets doet, wordt de dissipatie te hoog. En bijvoorbeeld delay-lijnen, die van glas werden gemaakt, wilden wij dus op de chip.’
Deze en andere innovatieve ontwerpsnufjes zijn collega-ontwerpers niet ontgaan. In 2009 schaarde IEEE Spectrum de TDA93xx uit 1999, de ultieme one-chip tv volgens Philips (al is er een nog ultiemere one-chip plus uitgebracht in 2002), net niet bij de 25 meest baanbrekende chips ooit. Het bleef bij een eervolle vermelding.