Yuichi Motohashi. Stellvertretender Direktor / Global Segment Lead, Automotive Display, Kamera, LiDAR & SerDes, GlobalFoundries 

Da die Automobilindustrie auf eine Zukunft zusteuert, die von digitalen Erlebnissen und intelligenter Mobilität geprägt ist, war die Rolle der Halbleiterinnovation noch nie so wichtig wie heute. Auf der jüngsten SID Business Conference präsentierte Yuichi Motohashi, Global Segment Lead for Automotive Display, Camera, LiDAR & SerDes bei GlobalFoundries (GF), eine überzeugende Vision, wie zweckbestimmte Halbleitertechnologien die Entwicklung von Displays in Fahrzeugen ermöglichen.    

Die displaygesteuerte Umgestaltung der Kabine 

Moderne Fahrzeuge verwandeln sich immer mehr in digitale Cockpits. Von Fahrer-Instrumenten und zentralen Informationsanzeigen (CID) bis hin zu Beifahrer-Bildschirmen, E-Spiegeln und Unterhaltungssystemen für die Rücksitze - die Anzahl und die Fläche der Displays in Fahrzeugen wächst exponentiell. Bei diesem Wandel geht es nicht nur um Ästhetik, sondern auch darum, dem Benutzer ein umfassendes, intuitives und sicheres Erlebnis zu bieten. 

Aber Automobildisplays sind nicht wie alle anderen Verbraucherdisplays. Sie sind anspruchsvoll: 

• Hohe Helligkeit (800-1000 nits) für Sichtbarkeit bei Sonnenlicht 

• Erweiterte Zuverlässigkeit unter extremen Bedingungen (bis zu 105°C) 

• Längere Lebensdauer (5-10 Jahre) 

• Automobilspezifische Qualitätsanforderungen wie IATF 16949 und ISO 26262 (funktionale Sicherheit) 

• Kundenspezifische Formfaktoren, die auf OEM-Anforderungen zugeschnitten sind 

Von fragmentierten Bildschirmen zu nahtlosen Erlebnissen 

Die nachfolgend vorgestellte Entwicklung der Display-Architektur in Fahrzeugen spiegelt einen allgemeinen Trend zur Integration und Immersion wider: 

• Traditionelle Architektur: In der Vergangenheit wurden in Fahrzeugen mehrere kleine Displays verwendet, die jeweils von einer eigenen elektronischen Steuereinheit (ECU) gesteuert wurden. Dieser Aufbau bietet Flexibilität, aber es fehlt an Kohäsion. 

• Integrierte Displays unter einer großen Linse: Das heutige Mainstream-Design integriert mehrere Bildschirme unter einer einzigen Linse und bietet so ein intensiveres Erlebnis, während OEMs die Möglichkeit haben, die Spezifikationen der Bildschirme wie Auflösung und Kontrast zu mischen und anzupassen. 

• Einzelne große Bildschirme: In Luxusfahrzeugen werden zunehmend große, gewölbte Ein-Panel-Displays eingesetzt. Diese bieten ein nahtloses, futuristisches Aussehen und vereinfachen die Lieferkette, bringen aber auch Herausforderungen wie höhere Kosten, geringere Panelausbeute und potenzielle Fehlerquellen mit sich.  

• Zukunftsvision - Freiformflächen: Die nächste Stufe sind Freiform-Panels, die sich über das gesamte Armaturenbrett erstrecken. Diese Displays sind zwar noch nicht weit verbreitet, versprechen aber unübertroffene Designfreiheit und Benutzerfreundlichkeit - und erfordern eine enge Zusammenarbeit zwischen OEMs, Tier-1-Lieferanten und Panel-Herstellern.  

Diese architektonischen Veränderungen führen zu einem parallelen Wandel in der Elektronik von dezentralen Steuergeräten zu zentralen Infotainment-Domain-Controllern, die eine höhere Bandbreite, eine geringere Latenz und ein effizienteres Energiemanagement erfordern, um mehrere Anwendungen - wie das Kombiinstrument, die Klimasteuerung und die Audiosteuerung - auf einem zentralen Steuergerät zu verwalten. 

Die Halbleiterlösungen von GF: speziell für die Automobilindustrie entwickelt 

GlobalFoundries ist einzigartig positioniert, um diese Anforderungen mit seinen marktgerechten, anwendungsspezifischen Plattformen zu erfüllen, die in vier Schlüsselbereichen Mehrwert bieten: 

• Hochspannungs- und Niederspannungsplattformen (z. B. 55HV, 40HV, 28HV, 22FDX+HV) 

• Erweiterte Speicherintegration für lokales Dimmen und Ausgleich von Ungleichmäßigkeiten (De-mura) 

• Überlegene Transistoranpassung für präzise analoge Leistung 

• Automotive-qualifizierte Knoten von 180nm bis 12nm 

Da die Automobilindustrie immer mehr auf immersive, integrierte Erlebnisse in der Fahrerkabine setzt, werden Displaytechnologien wie TDDI (Touch and Display Driver Integration) und LTDI (Large Touch Driver Integration) immer wichtiger. GlobalFoundries steht an der Spitze dieses Wandels und bietet maßgeschneiderte Halbleiterlösungen, die den besonderen Herausforderungen dieser fortschrittlichen Displaysysteme gerecht werden.  

TDDI, das häufig in kleinen bis mittelgroßen Displays verwendet wird, integriert den Timing-Controller (TCON) und die Touch-Schnittstelle und ermöglicht eine Full Array Local Dimming (FALD)-Architektur und eine optimierte Signalverarbeitung. Hochgeschwindigkeitsschnittstellen wie eDP sind jetzt in TDDI integriert und erfordern effiziente Transistoren, die sowohl Geschwindigkeit als auch geringen Stromverbrauch bieten. 

Für ultrabreite, hochauflösende Bildschirme - beispielsweise solche, die größer als 15 Zoll sind - kommt LTDI zum Einsatz, das mehrere kaskadierte Treiber und separate Timing-Controller erfordert. Die differenzierten Prozesstechnologien von GF, einschließlich der 40HV- und 28HV-Plattformen, bieten die für diese komplexen Architekturen erforderliche Logik mit hoher Dichte, SRAM mit geringem Leckstrom und präzise analoge Leistung.  

Mit Innovationen wie der 34-V-Hochspannungsunterstützung in der 40-HV-Generation 2 und der überlegenen Transistoranpassung in der 28-HV-Generation stellt GF sicher, dass seine TDDI- und LTDI-Lösungen die strengen Anforderungen von Automobilumgebungen erfüllen - von extremen Temperaturen bis hin zu langen Produktlebenszyklen - und gleichzeitig ein elegantes, nahtloses und sicheres Benutzererlebnis ermöglichen. 

Damit gewährleistet die AutoPro™-Plattform von GF Qualität und Zuverlässigkeit über den gesamten Lebenszyklus hinweg - von der Designentwicklung und IP bis hin zur Fertigungskontrolle und Zertifizierung (IATF 16949, ISO 26262, AEC-Q100). 

Blick nach vorn 

Da sich die Display-Technologien ständig weiterentwickeln, muss die Halbleiterindustrie Schritt halten. GlobalFoundries hält nicht nur Schritt, sondern ist durch sein Engagement für Innovation, Zuverlässigkeit und Zusammenarbeit mit den Kunden führend in diesem Bereich.,  Mit einer globalen Produktionspräsenz, die sich über die USA, Europa und Asien erstreckt, ist GF eine vertrauenswürdige und zuverlässige Quelle für Kunden auf der ganzen Welt. 

Eine Partnerschaft mit GF bedeutet mehr als nur Zugang zu Spitzentechnologie - es bedeutet eine gemeinsame Vision für die Zukunft der Mobilität.  

Wenn Sie weitere Informationen darüber wünschen, wie GF Sie bei der Entwicklung fortschrittlicher Anzeigegeräte unterstützen kann, können Sie uns jederzeit über gf.com kontaktieren oder Yuichi Motohashi unter [email protected] erreichen. 

Yuichi Motohashi ist stellvertretender Direktor für Endmärkte bei GlobalFoundries und verantwortlich für die Leitung des globalen Segments für Automobilkameras, LiDAR, SerDes und Displays, die ADAS der nächsten Generation, autonomes Fahren und verbesserte Erfahrungen im Fahrzeuginneren ermöglichen. 

Überbrückung der Kluft zwischen Wissenschaft und Industrie bei der Halbleiterinnovation 

Hinter jedem technologischen Durchbruch steht Spitzenforschung und -entwicklung auf dem Gelände von Universitäten und Forschungseinrichtungen. Halbleiter bilden hier keine Ausnahme, denn die unablässige Forderung nach Optimierung der Leistung, Maximierung der Energieeffizienz und Senkung der Kosten erfordert ständige Innovation an der Schnittstelle von Wissenschaft und Technik.  

Tatsächlich haben diese Kooperationen zwischen Wissenschaft und Industrie tiefe Wurzeln, die bis in die 1940er Jahre zurückreichen. An der Purdue University leistete der Physiker Karl Lark-Horovitz Pionierarbeit auf dem Gebiet der Germaniumkristalle, indem er die Gleichrichtertechnologie für die Radartechnik vorantrieb und entscheidende Grundlagen für die Erfindung des Transistors schuf. 

Mit seinem Hochschulpartnerschaftsprogramm überbrückt GlobalFoundries diese Kluft zwischen Wissenschaft und Innovation, um die nächste Welle der Chip-Innovation voranzutreiben. Das Universitätsnetzwerk von GF umfasst Kooperationen mit mehr als 80 Universitäten, mehr als 110 Professoren und mehr als 600 Studenten an führenden Einrichtungen auf der ganzen Welt, die Innovationen vorantreiben, um die Grenzen des Möglichen in der Halbleiterforschung zu erweitern. 

Visionäre Forschung im Labor von Princeton geboren 

Ein leuchtendes Beispiel dafür liefert Kaushik Sengupta, Professor für Elektrotechnik und Computertechnik an der Princeton University. In den vier Wänden seines Labors arbeiten Professor Sengupta und sein intellektuell breit gefächertes Team von Doktoranden und Post-Docs an der nächsten Generation hochmoderner drahtloser Sensorkommunikation. Ihre bahnbrechenden Bemühungen um die Entwicklung der ersten KI-fähigen Funk- und Millimeterwellen-Chips brachten ihnen 2022 den renommierten IEEE IMS Advanced Practice Paper Award [1] und 2023 den Best Paper Award im IEEE Journal of Solid-State Circuits [2] ein. 

Da diese Technologie das Herzstück kritischer Anwendungen wie Fahrzeugradare, autonome Systeme und Robotik bildet, widmen sich Sengupta und sein Team der Erforschung der Zukunft intelligenter Umgebungen und der drahtlosen Schnittstellen, die diese Fortschritte ermöglichen. Bevor Tools für künstliche Intelligenz wie ChatGPT in den Mainstream Einzug hielten, arbeitete das Team an KI-fähigen integrierten Funkschaltungen (RFICs), die die Branche revolutionieren könnten. 

Der Sprung der KI bei der Neudefinition des RF-Schaltungsdesigns 

Traditionell ist der Entwurf dieser Schaltungen eine Kunst, die umfangreiche Erfahrung und iterative Entwurfsprozesse erfordert, die mehrere Monate dauern können. "Das RFIC-Design liegt an der Schnittstelle zwischen Schaltungen und Elektromagnetik. Da man zwischen diesen verschiedenen Dimensionen hin und her springen muss, wird der Entwurfsprozess sehr komplex", erklärt Sengupta. Hinzu kommt, dass diese Schaltungen mit sehr hohen Frequenzen arbeiten, so dass selbst die kleinsten parasitären Elemente von großer Bedeutung sind. 

Inspiriert von den Fortschritten in der KI, wie sie in anderen wissenschaftlichen Bereichen wie der Proteinfaltung zu beobachten sind, machten sich Professor Sengupta und sein Team auf den Weg, um herauszufinden, wie sie dieses Paradigma ändern können, indem sie KI zur Algorithmisierung des Designprozesses nutzen. Durch das Training kundenspezifischer KI-Algorithmen auf kuratierten Datensätzen hofften sie, neue, unentdeckte RF-Schaltungen und elektromagnetische Passive zu identifizieren und ein schnelles End-to-End-Design von RFICs zu ermöglichen, wodurch die Designzeit von Monaten auf Tage reduziert werden könnte. 

Die GF-Chips setzen Forschung in die Realität um 

Zu diesem Zeitpunkt trat das Forschungsteam von Professor Sengupta mit seiner visionären Idee an GF heran. GF erkannte die Neuartigkeit dieses Ansatzes und unterstützte die Forschung durch die Bereitstellung seiner leistungsfähigsten Silizium-Germanium-Technologien, zumal Professor Senguptas KI-gesteuerte Methodik für das RFIC-Design die Bemühungen des Referenzdesign-Teams von GF ergänzte, das sich stark auf die Anwendung von KI und ML konzentriert, um die Designproduktivität zu beschleunigen und die Qualität von RF-Lösungen der nächsten Generation zu verbessern. 

Mit dem GlobalShuttle-Multiprojekt-Wafer-Programm ermöglicht GF Start-ups, Forschern und Systeminnovatoren auf der ganzen Welt, differenzierte Chipdesigns effizienter und kostengünstiger zu verwirklichen. Durch die Bündelung mehrerer Projekte auf einem einzigen Wafer senkt GlobalShuttle die Hürden für kundenspezifisches Silizium durch Skalierbarkeit und Flexibilität und ermöglicht es Partnern, ihre Design-Visionen zu verwirklichen und gleichzeitig die Kostenbeschränkungen von Test-Silizium zu vermeiden. Dieses Programm ermöglichte es den Forschern in Princeton, die Machbarkeit ihrer Designkonzepte zu demonstrieren und Fördermittel für ihre weiteren Bemühungen zu sichern.  

Die von der KI erstellten Schaltkreisentwürfe gehen neue Wege 

Die Ergebnisse sind geradezu revolutionär: Das Team hat mit der Silizium-Germanium-9HP-Plattform von GF erfolgreich das erste Deep-Learning-fähige Hochfrequenz-Transmittersystem hergestellt. Die von der KI entworfenen Schaltkreise weisen extrem komplexe Strukturen auf, die das herkömmliche Verständnis des Feldes sprengen. "Die elektromagnetischen Strukturen, die von diesen KI-Algorithmen stammen, sehen aus wie sehr komplizierte QR-Codes", sagt Professor Sengupta. Wenn man sie ansieht, kann niemand sagen, was sie tun. Sobald man jedoch diese Schaltungselemente hinzufügt, funktioniert die gesamte Schaltung außergewöhnlich gut. "Damit werden HF-Schaltungen und HF-Passivteile universell einsetzbar. Jetzt müssen wir nur noch herausfinden, wie diese aktiven Bauelemente mit passiven Bauelementen verbunden werden". Seitdem hat die Gruppe mehrere Fortschritte bei der KI-gestützten Synthese von Multi-Port-Strukturen, passiven Bauelementen, Antennen [3] und sogar End-to-End-Leistungsverstärkern mit gleichzeitigem Design von Schaltungen und passiven Bauelementen demonstriert [4]. 

Als Ergebnis dieser Bemühungen hat die Realisierbarkeit dieser von der KI entworfenen Schaltungen die Aufmerksamkeit von akademischen, industriellen und staatlichen Partnern auf sich gezogen. Das Projekt hat zu zahlreichen Veröffentlichungen geführt und wurde als eines von drei "AIDRIFC"-Preisträgern ausgewählt, die vom National Semiconductor Technology Center (NSTC) mit 30 Millionen Dollar gefördert werden. Was als intellektuelle Kuriosität begann, hat sich inzwischen zu einem eigenen Forschungsbereich entwickelt, in dem mehrere führende Forschungsgruppen den neuesten Stand der Technik bei KI-gestützten RFICs demonstrieren. 

Anerkennung für die Menschen, die die Zukunft der Branche gestalten 

Der Erfolg von Professor Sengupta und seinem Team ist nur ein Beispiel dafür, wie eine sinnvolle Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Industrie die Innovation in der Halbleiterindustrie beschleunigt. Dies ist nicht nur eine Geschichte über die Bereitstellung von Werkzeugen und Unterstützung für Forscher, die sie für Innovationen benötigen. Sie wirft auch ein Schlaglicht auf die Menschen, die gemeinsam innovieren, um die Grenzen des Möglichen zu erweitern. 

Die Schaltungsentwicklung ist heute keine isolierte Disziplin mehr. Es gibt Überschneidungen mit dem Packaging, dem Maschinenbau, der Chemietechnik, der Algorithmus-Signalverarbeitung und mehr. Wie viele andere Bereiche in der Halbleiterindustrie hat sich auch die Schaltungsentwicklung zu einem vielfältigen und multidisziplinären Gebiet entwickelt. Um sich weiterzuentwickeln, muss eine starke Pipeline talentierter Mitarbeiter aufgebaut werden, die die Branche vorantreiben. 

Das Hochschulpartnerschaftsprogramm von GF wächst weiter und treibt nicht nur bahnbrechende Innovationen voran, sondern bildet auch die nächste Generation von Ingenieuren aus, die sich den Herausforderungen von morgen stellen. 

Referenzen: 

[1] Z. Liu, E. A. Karahan und K. Sengupta, "Deep Learning-Enabled Inverse Design of 30-94 GHz Psat,3dB SiGe PA Supporting Concurrent Multiband Operation at Multi-Gb/s," inIEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol. 32, no. 6, pp. 724-727, June 2022, doi: 10.1109/LMWC.2022.3161979 

[2] E. A. Karahan, Z. Liu und K. Sengupta, "Deep-Learning-Based Inverse-Designed Millimeter-Wave Passives and Power Amplifiers," inIEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 58, no. 11, pp. 3074-3088, Nov. 2023, doi: 10.1109/JSSC.2023.3276315. 

[3] Karahan, E.A., Liu, Z., Gupta, A.et al.Deep-learning enabled generalized inverse design of multi-port radio-frequency and sub-terahertz passives and integrated circuits.Nat Commun15, 10734 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-54178-1. 

[4] J. Zhou, E. A. Karahan, S. Ghozzy, Z. Liu, H. Jalili und K. Sengupta, "25.3 AI-Enabled Design Space Discovery and End-to-End Synthesis for RFICs with Reinforcement Learning and Inverse Methods Demonstrating mm-Wave/sub-THz PAs Between 30 and 120GHz,"2025 IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC), San Francisco, CA, USA, 2025, pp. 1-3, doi: 10.1109/ISSCC49661.2025.10904600. 

Sudipto Bose, Vizepräsident des Bereichs Automotive bei GlobalFoundries 

Wir hören oft, dass moderne Fahrzeuge als "Smartphones auf Rädern" bezeichnet werden. Aber vielleicht ist eine bessere Analogie ein Mensch. So wie wir unsere Sinne nutzen, um die Welt zu verstehen und auf sie zu reagieren - um zu sehen, zu hören, zu tasten, zu fühlen -, so sind die heutigen Fahrzeuge auf eine Reihe von Sensoren angewiesen, um sich in der Welt um sie herum zurechtzufinden. Kameras, Radare, Lidar- und Ultraschallsensoren arbeiten zusammen, um fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme (ADAS) zu betreiben, die ein sichereres Fahrerlebnis ermöglichen und die Grundlage für die Zukunft autonomer Fahrzeuge bilden. 

Wir sprachen mit Sudipto Bose, Vice President of Automotive bei GF, um zu erfahren, wie sich ADAS seit seinen Anfängen verändert hat, welche Kräfte die Innovation vorantreiben und wie GlobalFoundries in Zusammenarbeit mit Kunden und führenden Automobilherstellern Innovationen entwickelt, um die Zukunft des sicheren Fahrens zu unterstützen. 

Erzählen Sie uns, wie sich ADAS im Laufe der Jahre entwickelt hat. Wie sah es aus, als es anfing, und wie sieht es heute aus? 

Die intelligenten Sicherheitsfunktionen in Ihrem Fahrzeug - bekannt als ADAS - haben in den letzten zwei Jahrzehnten einen langen Weg zurückgelegt. Die S-Klasse von Mercedes-Benz war einer der ersten Pioniere von ADAS und führte 1999 die adaptive Geschwindigkeitsregelung Distronic ein. Diese Version des Geschwindigkeitsreglers basierte ausschließlich auf Radar, um einen bestimmten Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug einzuhalten. Heutzutage nutzen moderne ADAS-Funktionen Kameras, Lidar- und Ultraschallsensoren, um ein umfassenderes Bild der Fahrumgebung zu erhalten. 

Was als System zur Unterstützung beim Bremsen oder beim Einhalten des Abstands begann, entwickelt sich nun zu etwas viel Fortschrittlicherem. Jetzt übernehmen ADAS-Funktionen das Lenkrad sowohl im wörtlichen als auch im übertragenen Sinne und entwickeln sich zu Systemen, die in der Lage sind, das Fahrzeug mit wenig menschlichem Eingriff zu steuern. ADAS unterstützt den Fahrer nicht mehr nur, sondern beginnt ihn zu ersetzen - ein klares Zeichen für den Übergang zum vollständig autonomen Fahren. 

Sie erwähnten, dass sich der Tempomat über das Radar hinaus entwickelt - welche Arten von Sensoren sind heute für ADAS entscheidend, und welche Rolle spielt jeder einzelne? 

"Ihr ADAS ist nur so gut wie Ihre Sensoren". Ein Satz, den man in meiner Branche oft hört, aber es steckt viel Wahrheit dahinter. Wir bei GF spielen eine wichtige Rolle bei der Entwicklung der Sensortechnologien, die ADAS antreiben. Diese Sensoren sind die treibende Kraft hinter den Echtzeit-Entscheidungen, die von Autos getroffen werden. Sie werden durch die Sammlung und Analyse von Daten informiert, die dem Fahrzeug helfen, seine Umgebung zu interpretieren. 

ADAS stützt sich auf eine Kombination von Sensoren, von denen jeder eine bestimmte Aufgabe hat. Zu den vier Haupttypen gehören: 

• Kamera: Kameras erfassen Bilder rund um das Auto, um Geschwindigkeitsbegrenzungen, Fahrbahnmarkierungen, Blinker und mehr zu erkennen. Im Gegensatz zu Smartphone-Kameras, die für den menschlichen Blick konzipiert sind, sind Autokameras für das maschinelle Sehen optimiert. Während Autos also keine 20-Megapixel-Kamera benötigen, um zu erkennen, ob ein Objekt die Straße überquert, benötigen sie einen hohen Dynamikbereich, um auch bei schwierigen Lichtverhältnissen präzise arbeiten zu können, sei es, dass sie direkt in die untergehende Sonne blicken oder auf stockfinsteren Straßen unterwegs sind. 

• Radar: Autofahrer halten bei schlechtem Wetter nicht an - und Radar auch nicht. Es erkennt Objekte über weite Entfernungen präzise, auch bei Regen, Schnee oder Nebel. 

• Lidar: Stellen Sie sich Lidar als einen Laserstrahl vor, der die Szene abtastet, um die Umgebung des Fahrzeugs zu erfassen. Im Gegensatz zu Kameras und Radargeräten zeichnen sich Lidars bei der Klassifizierung von Objekten aus. Sie können mit hoher Präzision zwischen Fußgängern, Radfahrern, Tieren, Autos und Mülleimern unterscheiden. 

• Ultraschall: Ultraschallsensoren schließlich werden in Autos eingesetzt, um die unmittelbare Umgebung des Fahrzeugs zu überwachen. Sie senden hochfrequente Schallwellen aus, um die Entfernung zu Hindernissen in der Nähe zu messen - zum Beispiel, wenn Sie beim Rückwärtsfahren in eine enge Lücke ein Piepen hören. 

Welche Kräfte treiben diese kontinuierliche Innovation in der ADAS-Technologie voran? 

Eine der wichtigsten Triebfedern für ADAS-Innovationen ist das Streben nach besserer Sensorleistung, um eine originalgetreue Wahrnehmung zu gewährleisten. Jeder OEM konzentriert sich darauf, die beste Ausgangsleistung der Sensoren zu erreichen, um den Erfassungsbereich zu vergrößern und ein klares Bild der Fahrzeugumgebung zu gewährleisten. 

Aber es geht nicht nur um Klangtreue - auch die Energieeffizienz spielt eine entscheidende Rolle. Selbst kleine Unterschiede im Stromverbrauch können große Auswirkungen haben. So kann ein Sensor, der bei einer zu hohen Temperatur arbeitet, schnell überhitzen. In diesem Fall schaltet sich der Sensor ab, um sich abzukühlen, und schaltet sich wieder ein, sobald er sich im idealen Temperaturbereich befindet, was sich immer wieder wiederholt. Dieser Prozess - bekannt als Duty Cycle - verringert die Betriebszeit und Zuverlässigkeit des Sensors. 

Stellen Sie sich das so vor: Wenn Sie alle halbe Sekunde blinzeln, verpassen Sie viel mehr von dem, was um Sie herum passiert, als wenn Sie alle 3 Sekunden blinzeln. Ein Sensor, der sich häufig ein- und ausschaltet, verpasst wichtige Informationen. Deshalb ist die Entwicklung von Sensoren mit geringem Stromverbrauch ein wichtiger Schwerpunkt, damit die Sensoren länger online bleiben und konsistentere Daten an den Automatisierungsmotor des Fahrzeugs liefern können. 

Vor welchen Herausforderungen stehen OEMs, wenn es darum geht, ADAS-Funktionen zu ermöglichen, und wie Halbleitertechnologien die Zukunft sicherer Fahrzeuge gestalten? 

Ob Sie es glauben oder nicht, die Ästhetik ist tatsächlich eine der größten Herausforderungen für das Design. Der Grund dafür ist, dass Autos immer mehr ADAS-Funktionen erhalten, um die Fahrzeugsicherheit zu verbessern, und dass diese mehr Platz im Fahrzeug benötigen. Wenn Sie schon einmal in einem selbstfahrenden Auto wie einem Waymo mitgefahren sind, haben Sie wahrscheinlich einen Blick auf die Displays im Innenraum geworfen. Während Sie als Beifahrer wahrscheinlich von den Echtzeit-Sensordaten und der Umgebung des Fahrzeugs beeindruckt sind, sind dies nicht unbedingt Funktionen, die Sie in Ihrem eigenen Fahrzeug haben möchten.  

Seien wir ehrlich - egal wie sehr ADAS die Sicherheit verbessert, die meisten Menschen entscheiden sich immer noch für ein Auto aufgrund seines Designs und seines Aussehens. Das setzt die Automobilhersteller unter Druck, Sensoren diskret zu integrieren, was die Nachfrage nach kleineren, nahtlos gestalteten Komponenten erhöht. 

Technologien wie die Silizium-Photonik ermöglichen die Integration von Lidar- und Radarsystemen auf einem einzigen Chip, was zu kleineren, weniger stromhungrigen Sensoren führt. Dies bedeutet, dass die Hersteller mehr Sicherheitsfunktionen hinzufügen können, ohne das Design zu beeinträchtigen. Da die Zukunft von Fahrzeugen nicht nur darin besteht, mehr Sensoren einzubauen, sondern dies auch auf elegante Weise zu tun, ist dies nur mit fortschrittlichen Halbleitertechnologien möglich, die hohe Leistung in miniaturisierten Formfaktoren unterstützen. 

Welche Rolle spielt GF in diesem Zusammenhang und wie innoviert das Unternehmen für die Zukunft?  

GF treibt die nächste Generation von ADAS voran, indem wir Innovationen bereitstellen, die wichtige Sensoren im Automobil ermöglichen. Für Kameras bieten unsere 40-nm- und 22-nm-Plattformen eine rauscharme Leistung und einen hohen Dynamikbereich zur Erfassung präziser visueller Daten bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen. Im Radarbereich unterstützen unsere Silizium-Germanium-8XP-, RF-Technologie und 22FDX®-Plattform die Erkennung von Objekten über große Entfernungen mit hoher Wiedergabetreue. Außerdem nutzen wir die Silizium-Photonik auf unserer 45SPCLO-Plattform, um Emission, Reflexion und Verarbeitung auf einem einzigen Chip für Lidar zu kombinieren und die Größe der Sensoren für eine nahtlose Fahrzeugintegration zu reduzieren. 

Wir sind stolz darauf, dass wir unseren Kunden von weltweit führenden Unternehmen wie Bosch, indie semiconductor und Arbe dabei helfen können, ADAS-Funktionen der nächsten Generation Wirklichkeit werden zu lassen. Wir sind zuversichtlich, dass unsere Technologie im Zuge der Entwicklung hin zu autonomen Fahrzeugen eine entscheidende Rolle bei der Unterstützung einer Zukunft des sicheren und intelligenten Fahrens spielen wird. 

Sudipto Bose ist Vice President für den Endmarkt Automotive bei GF. Er leitet das Automotive-Team, das sich mit den wichtigsten Halbleiter-Trends im Bereich elektrifizierter und automatisierter softwaredefinierter Fahrzeuge befasst und die Produkt- und Geschäftsstrategie von GF in diesem Bereich formuliert. 

Von Suzanna Chang, Sr. Direktorin, IoT-Endmarkt bei GlobalFoundries 

Heutzutage ist eine nahtlose Konnektivität eine Notwendigkeit. Wir bewegen uns auf intelligentere Häuser und mehr vernetzte Geräte zu, wodurch die Nachfrage nach zuverlässigen und effizienten Wi-Fi-Lösungen exponentiell steigt. Laut dem Smart Home Dashboard von Parks Associateshaben allein in den USA seit dem letzten Jahr 18 % der Haushalte sechs oder mehr intelligente Geräte. Wir bei GlobalFoundries unterstützen diese aufregende Revolution, indem wir hochmoderne Plattformen anbieten, die perfekt für Wi-Fi-Anwendungen geeignet sind. Erfahren Sie also, warum FDX™ und FinFET von GF die ideale Wahl für Ihre Wi-Fi-Anforderungen sind.  

Wo wir angefangen haben und wohin wir mit Wi-Fi 7 und darüber hinaus gehen werden 

Die heutige Wi-Fi-Technologie ist im Vergleich zu ihren Anfängen nicht wiederzuerkennen. Von Wi-Fi 4 bis zu den innovativen Fortschritten von Wi-Fi 6 hat jede Iteration entscheidende Verbesserungen in Bezug auf Geschwindigkeit, Effizienz, Konnektivität und mehr gebracht. Und jetzt stehen wir kurz vor einer weiteren Revolution mit Wi-Fi 7, das 2024 zertifiziert wird. Das neueste Protokoll liefert ultraschnelle Datenraten von bis zu 46 Gbit/s und nutzt eine Kanalbandbreite von 320 MHz sowie die fortschrittliche 4K QAM (Quadrature Amplitude Modulation), um die spektrale Effizienz zu maximieren. Dies ermöglicht nahtlose Konnektivität für mehrere Geräte in einem einzigen Netzwerk - ohne Leistungseinbußen. 

Bei GF haben wir die Wi-Fi-Chiptechnologie seit Wi-Fi 5 weiterentwickelt, beginnend mit 28LPS im Jahr 2018. Seitdem haben wir Wi-Fi 6/6E auf 22FDX® und Wi-Fi 7 sowohl auf 22FDX® als auch auf 12LP+ FinFET entwickelt. Jetzt ermöglichen wir die Konnektivität der nächsten Generation mit Wi-Fi 7-Produkten und bereiten die Roadmap für Wi-Fi 8 vor - für schnellere, intelligentere und energieeffizientere Wireless-Leistung für die vernetzten Geräte von morgen. 

Wo sich die Prozesstechnologien von GF auszeichnen 

Die 22FDX®- und 12LP+-FinFET-Plattformen, die Eckpfeiler unseres Ultra Low Power-Angebots, bieten LV-SRAM mit nur 0,4 Vdd, eine Reihe von LDMOS-Bauelementen, die hochintegrierte, energieeffiziente drahtlose Konnektivität ermöglichen. Diese Plattformen sind für vernetzte Intelligenz am Rande der Welt konzipiert und kombinieren hohe Leistung mit extrem niedrigem Stromverbrauch. 

GF Technologien für Wi-Fi iPA Leistung 6Ghz Band 

Wi-Fi iPA bei 6Ghz	22FDX®+	12LP+ FinFET
Iddq (mA)	125	56
Verstärkung (dB)	26.5	25
Psat (dBM)	29	26.8
PAE-Spitzenwert (%)	40	32.5

GF-Technologien für Wi-Fi iLNA-Leistung im 6-Ghz-Band 

Frequenz	22FDX+ (5.6Ghz)	12LP+ FinFET (5,8Ghz)
Rauschzahl (dB)	2.1*	1.5**
Verstärkung (dB)	18	20
Leistung mW ( @Vdd)	2(@1V)	1.6 (@0.8V)

* Begrenzung aufgrund der Größe des Chips Lg und Q, ** Nicht endgültige Rg muss validiert und aufgrund der Größe des Chips Lg und Q begrenzt werden 

Hier sind die wichtigsten Merkmale und Vorteile unserer 22FDX®- und 12LP+-FinFET-Plattformen: 

1. Vollständige SoC-Integration: Unsere Plattformen bieten eine vollständige System-on-Chip-Integration (SoC), einschließlich digitaler, analoger und hochleistungsfähiger RF für den Signalbereich. Diese Integration maximiert die Systemleistung und minimiert die Materialliste, was sie zu einer kostengünstigen Lösung für Ihre Wi-Fi-Anwendungen macht. 

2. Hohe Leistung und geringer Stromverbrauch: Unsere 22FDX®-Plattform bietet eine Leistung der FinFET-Klasse in Planartechnologie mit Standardzellen mit extrem geringem Leckstrom und LDMOS-Verstärkern für energieeffiziente Konnektivität. Darüber hinaus bietet unsere 12 LP+ FinFET-Plattform mit 1 bis 3-Fin-Standardzellen einen geringeren digitalen Stromverbrauch und steigert so die Energie-, Leistungs- und Flächeneffizienz. Das bedeutet, dass Sie eine überragende Leistung erzielen können, ohne Kompromisse bei der Batterielebensdauer oder dem Stromverbrauch des Systems eingehen zu müssen - ein großer Gewinn für alle Beteiligten. 

3. Robuste RF-Fähigkeiten: Unsere 22FDX®-Transistoren bieten >350GHz Ft und >400GHz Fmax mit einer Abtastrauschzahl (NFmin) von bis zu 0,2dB. Die Ultra-Low-Power-Plattformen von GF bieten außergewöhnliche Leistung in "lauten" Umgebungen, wie z. B. in einem Smart-Home-Hub, der mit vielen Geräten in einem Haus verbunden ist.  

4. Adaptives Body Biasing: Einzigartig an unserer 22FDX®-Technologie ist das branchenweit einzige FD-SOI Adaptive Body Bias-Ökosystem mit Unterstützung von Foundation IP und Designmethodik. Entwickler können ABB zur Verbesserung der Prozessvariabilität, der Bauteilleistung oder zur Reduzierung von Leckagen einsetzen.   

Innovationen für die Zukunft von Wi-Fi und darüber hinaus  

Wenn wir in die Zukunft blicken, wird der schnelle Übergang von Wi-Fi 4 zu Wi-Fi 6/6E und darüber hinaus die Smart Home- und IoT-Landschaft verändern. Unsere RF-Technologie wurde entwickelt, um das Smart-Home-Erlebnis zu verbessern und Innovationen zu unterstützen, während sich Wi-Fi weiterentwickelt. Wir ermöglichen nahtlose Konnektivität für eine Vielzahl von Geräten, vom Broadband Network Gateway (BNG) über Desktop- und Laptop-Computer bis hin zu Smart Home-Geräten (z. B. Smart TV, Waschmaschine/Trockner) / Gadgets (z. B. Soundbar, Smart Speakers, Smart Home Hub). Und mit Wi-Fi 7 und dem kommenden Wi-Fi 8-Protokoll wollen wir noch energieeffizientere und leistungsfähigere Lösungen anbieten, damit Ihre Geräte verbunden bleiben und die Nutzer zufrieden sind.  

Die FDX™- und FinFET-Angebote von GlobalFoundries eignen sich hervorragend für aktuelle und zukünftige Wi-Fi-Anwendungen und bieten die perfekte Mischung aus Leistung, Energieeffizienz und Zuverlässigkeit. Wir freuen uns darauf, die Grenzen der drahtlosen Konnektivität weiter zu verschieben. 

Wenn Sie mehr über unsere Angebote für Smart Home-Konnektivität erfahren möchten, können Sie uns jederzeit über gf.com kontaktieren.  

Suzanna Chang ist Senior Director des Home & IOT Connectivity Segments bei GlobalFoundries. Sie konzentriert sich auf die Segmente drahtlose Konnektivität und Tracking, die die nächste Generation von drahtlosen Plattformen für Haushalte und Verbraucher sowie Asset Tracking/Management ermöglichen.