Wenn sich die Luftfahrt- und Verteidigungsbranche nächste Woche auf derGOMACTech-Konferenzversammelt, werden sich die Branchenführer auf die unverzichtbaren Faktoren der Branche konzentrieren, darunter gesicherter Zugang, vertrauenswürdige Lieferketten für kompromisslose Integrität und Vertraulichkeit sowie Modernisierungsmaßnahmen zur Innovation nationaler Verteidigungssysteme. Doch keiner dieser Fortschritte ist nachhaltig ohne eine Fertigung, die sicher und skalierbar ist und auf lange Programmlebenszyklen ausgelegt ist. 

Bei GlobalFoundries haben wir uns dazu verpflichtet, diesen Bedarf durch die Halbleiterfertigung im Inland in unseren nach dem „Trusted“-Standard zertifizierten Werken in Malta (New York) und Burlington (Vermont) zu decken. Als langjähriger Lieferant für das US-amerikanische A&D-Ökosystem spielt unsere Präsenz vor Ort eine wesentliche Rolle bei der Stärkung widerstandsfähiger Halbleiterkapazitäten, der Nutzung von Skaleneffekten für den gewerblichen und industriellen Markt sowie der Spezialisierung auf den Luftfahrt- und Verteidigungsmarkt. 

Aus diesem Grund haben wir den Transfer, den Ausbau und die Einführung wichtiger Prozesstechnologien in den USA vorangetrieben, um die Sicherheit zu erhöhen und die heimische Versorgung für Anwendungen zu stärken, die von sicherer Kommunikation und Radar bis hin zu Satellitenkommunikation, Signalverarbeitung und Energiesystemen reichen. 

FDX™ und FinFET: Effiziente Rechenleistung für sichere, vernetzte Verteidigungssysteme 

Im GF-Werk „Malta“ in New York läuft die Produktion von FDX nun auf Hochtouren, nachdem dieseim Rahmen unserer Zusammenarbeit mit NXPerstmalsangekündigtwordenwar.Diese Plattform bietet die Vorteile von Fully-Depleted-SOI für Systeme, die unter engen thermischen und energetischen Vorgaben eine hohe Leistung erbringen müssen.  

Im Bereich der Verteidigungsmodernisierung unterstützt unsere FDX-Technologie sichere Kommunikation und Vernetzung, indem sie energieeffiziente Rechen- und Steuerungsfunktionen näher am Netzwerkrand ermöglicht, die Autonomie am Netzwerkrand durch latenzarme Verarbeitung für Sensorfusion und Echtzeit-Entscheidungsfindung fördert und die Integration der Signalkette ermöglicht, indem sie gemischte Workloads mit RF-nahen Subsystemen zusammenführt. Von SATCOM-Frontend-Modulen bis hin zu intelligenten Sensoren entwickelt FDX die nächste Generation vernetzter und sicherer Lösungen, die für die Luft- und Verteidigungsindustrie von entscheidender Bedeutung sind. 

Eine weitere wichtige, leistungsstarke und energieeffiziente Rechenplattform, die in New York hergestellt wird, ist unsere FinFET-Technologie. Als branchenweit umfassendste 1X-FinFET-Plattform bietet diese Technologie eine überzeugende Kombination aus Rechenleistung, sicherer Konnektivität, Energieeffizienz, Zuverlässigkeit und Strahlungsfestigkeit in einem anpassbaren, kompakten Design, das auf über einem Jahrzehnt Fertigungskompetenz basiert.Kunden wie BAE Systemsnutzen die Technologie von GF für fortschrittliche Avionik- und Telekommunikationsanwendungen, die den rauen Bedingungen im Weltraum standhalten. 

Umfangreiche Funktionen, Energieeffizienz in großem Maßstab 

Verteidigungssysteme setzen zunehmend auf Sensoren, Funkgeräte, Ortungsgeräte und Mikrocontroller, die am Netzwerkrand betrieben werden – oft in Umgebungen, in denen Batterielebensdauer, Temperatur und Zuverlässigkeit die Rahmenbedingungen bestimmen. Die extrem stromsparende 40-nm-Plattform von GF wurde genau für diese Anforderungen entwickelt und zeichnet sich durch extrem geringen Standby-Leerlaufstrom, hohe Lebensdauer und integrierte analoge Funktionen aus. 

Wie bereits im vergangenen Oktober angekündigt,bringt GF seine 40-nm-Ultra-Low-Power-Technologie nach New York – ein entscheidender Schritt für Kunden aus der Luftfahrt- und Verteidigungsbranche, die auf der Grundlage einer robusten US-amerikanischen Fertigung Konnektivitäts- und Steuerungslösungen der nächsten Generation mit geringem Stromverbrauch planen. 

12S0 ist eine weitere wichtige Technologie, die an unserem Standort in New York hergestellt wird und auf dieA&D-Kunden wie BAE Systemsvertrauen und die sich in der Praxis als strahlungsgehärtete Lösung für empfindliche Weltraumanwendungen bewährt hat. Als hochgradig anpassbare Plattform mit Vorteilen hinsichtlich Energieeffizienz und Platzbedarf, die von einem robusten Design-Ökosystem-Partner unterstützt wird, bietet 12S0 die Flexibilität und Zuverlässigkeit, die für effiziente und skalierbare elektronische Systeme erforderlich sind. 

45RFSOI & 45RFE: HF-Leistung für SATCOM-Frontends und Beamformer 

Moderne Verteidigungskommunikation stützt sich auf Frequenzflexibilität, Strahlsteuerung und hocheffiziente HF-Frontends, insbesondere angesichts der Weiterentwicklung von SATCOM-Architekturen und der zunehmenden Verbreitung von Phased-Array-Antennen in Luft, zu Lande, zu Wasser und im Weltraum. Aus diesem Grund produziert GF in Malta, New York, die Baureihen 45RFSOI und 45RFE, um den Anforderungen an HF-Frontends und Strahlformung gerecht zu werden. 

45RFSOI ist für drahtlose Systeme im sehr hohen Frequenzbereich konzipiert, darunter moderne Radar- und 5G/6G-Millimeterwellen-Anwendungen, während 45RFE die Entwicklung von Mobiltelefonen und batteriebetriebenen Geräten mit geringerer Leckleistung und einem verbesserten Leistungsverstärker ermöglicht. Diese Plattformen helfen Kunden aus dem Luft- und Verteidigungsbereich, mehr HF-Funktionalität in kompakten Formfaktoren zu integrieren, ohne dabei Kompromisse bei der Leistung einzugehen. 

CBIC: Das bislang leistungsstärkste SiGe von GF 

Die kostenlose Bi-CMOS-Silizium-Germanium-Plattform „CBIC“ von GF ist die bislang leistungsstärkste SiGe-Plattform und zielt auf Hochleistungs- und Hochgeschwindigkeitskommunikation ab. Mit dem für dieses Jahr geplanten vollständigen Produktionshochlauf in Vermont wird die CBIC-Plattform den Zugang zu bewährten inländischen Lösungen für Anwendungen erweitern, bei denen HF-Leistung und Konsistenz entscheidend sind, darunter Satellitenkommunikation und fortschrittliche Radaranwendungen. 

In der Praxis führt diese Leistungsfähigkeit zu greifbaren Vorteilen für das System. Bei rauscharmen Verstärkern ermöglicht das technologische Design beispielsweise eine extrem niedrige Rauschzahl bei reduziertem Stromverbrauch. In modernen Radarsystemen ermöglicht die CBIC-Technologie hochauflösende Erfassung und Entfernungsmessung bei kompakter Bauweise und unterstützt so leistungsfähigere Sensorarchitekturen, bei denen Platz, Gewicht und Stromverbrauch stark begrenzt sind. 

Power GaN: Förderung von in den USA hergestellten Leistungshalbleitern für Plattformen der nächsten Generation  

Die Leistungsfähigkeit ist ein strategisches Unterscheidungsmerkmal im Verteidigungsbereich und wirkt sich auf die Ausdauer, die Nutzlastkapazität, das thermische Design und die Systemzuverlässigkeit aus. Da Galliumnitrid (GaN) zu einem entscheidenden Faktor für höhere Energieeffizienz, größere Leistungsdichte und Kompaktheit in Stromversorgungssystemen wird, hat GF seine Leistungsroadmap durch den Abschluss einerTechnologie-Lizenzvereinbarung mit TSMCfür 650-V- und 80-V-GaN erweitert. 

Durch die Kombination bewährter GaN-Technologie mit dem Fokus von GF auf robuste Fertigung entwickeln wir Stromversorgungslösungen, die für raue Betriebsumgebungen ausgelegt sind, und schließen entscheidende Lücken bei systemkritischen Plattformen, bei denen keine Leistungseinbußen hingenommen werden können. 

Warum die technologische Führungsrolle von GF für eine zuverlässige Fertigung in der Luft- und Raumfahrtbranche von zentraler Bedeutung ist 

Eine vertrauenswürdige Fertigung ist dann am stärksten, wenn sie von einem florierenden Ökosystem getragen wird, das innovative Verfahrenstechnologien, engagierte Kunden und langfristige Partnerschaften vereint, die für Skalierbarkeit und Beständigkeit sorgen. Diese Kombination belegt, dass die Produktion in den USA führende Leistungsfähigkeit bieten und gleichzeitig die Sicherheits- und Qualitätsanforderungen erfüllen kann, die Luftfahrt- und Verteidigungsprogramme stellen. 

Angesichts der steigenden Nachfrage nach zuverlässiger Fertigung in den USA orientiert sich GF weiterhin an den Prioritäten der nationalen Sicherheit, indem das Unternehmen die Widerstandsfähigkeit der heimischen Halbleiterindustrie und die langfristige Verteidigungsbereitschaft stärkt – heute und in Zukunft.

Ed Kaste, Senior Vice President des Geschäftsbereichs Ultra-Low-Power-CMOS bei GlobalFoundries 

Heute nimmt die physische KI bereits in der realen Welt Gestalt an – von selbstfahrenden Fahrzeugen, die sich in Städten von San Francisco bis Shenzhen fortbewegen, über autonome Roboter in Industriehallen bis hin zu Drohnen, die Pakete ausliefern. Doch die Zukunft der physischen KI wird noch weit darüber hinausreichen und alles umfassen, von humanoiden Robotern über autonome Bildgebungssysteme im Gesundheitswesen bis hin zu einer Vielzahl weiterer Anwendungen in der realen Welt. Diese nächste Phase der KI führt die KI über Rechenzentren hinaus direkt in die physische Welt – in Form von Maschinen, die in Echtzeit mit ihrer Umgebung interagieren. 

Die Bereitstellung dieser Funktionen in großem Maßstab bringt jedoch neue Herausforderungen und Chancen für die Halbleitertechnologie mit sich. Multimodale Sensorik, verteilte Intelligenz, Aktorik und Energieeffizienz werden ebenso entscheidend wie die Leistung selbst. Speziell entwickelte Halbleiterplattformen bilden die Grundlage, die es der „Physical AI“ ermöglicht, den Sprung von der frühen Einführungsphase zum flächendeckenden Einsatz zu schaffen. 

Speziell entwickelte Halbleiterplattformen für physikalische KI  

Physikalische KI führt immer umfangreichere Arbeitslasten ein, die die Anforderungen an Halbleiter grundlegend verändern. Die Anforderungen der physikalischen KI bieten GF eine enorme Chance, zuverlässige, energieeffiziente und hochintegrierte Plattformen bereitzustellen, die sich im Laufe der Zeit anpassen lassen. 

So ermöglichen unsere Plattformen diese nächste Welle der physischen KI: 

• DiebranchenführendeFDX-Plattformvon GFeignet sich dank ihres extrem geringen Stromverbrauchs und ihrer geringen Leckstromwerte, ihrer überragenden HF-Leistung, des integrierten Energiemanagements und des äußerst zuverlässigen Betriebs bei Temperaturen von bis zu 150 Grad Celsius ideal für Anwendungen im Bereich der physikalischen KI, die auf eine lange Batterielebensdauer bei kompakten Bauformen ausgelegt sind. 

• Die differenzierte FinFET-Plattform von GFbietet eine höhere Leistung bei optimalem Energieverbrauch und ist vollständig auf integrierte Lösungen optimiert. Damit ermöglicht sie eine effiziente Sensorik, Echtzeitverarbeitung und nahtlose Kommunikation in realen Umgebungen. 

• Speicherlösungen wie MRAM und RRAM bietenOptionen für eingebettete nichtflüchtige Speicher mit geringem Stromverbrauch und den schnellsten Zugriffszeiten auf dem Markt. Damit können Kunden mit vorab validiertem Speicher-IP von Grund auf differenzierte Systeme entwickeln. Dies ist entscheidend für zukunftssichere Physical-AI-Designs, da die Skalierung herkömmlicher Speicher sowohl an physikalische als auch an wirtschaftliche Grenzen stößt. 

• Innovationen in den Bereichen Siliziumphotonik und Hochfrequenztechniktreiben die Hochgeschwindigkeitsvernetzung voran, indem sie die Geschwindigkeit und Bandbreite der Verbindungen innerhalb und außerhalb der Anwendung erhöhen, um eine zuverlässige Kommunikation zwischen Milliarden von Geräten bei möglichst geringem Stromverbrauch zu ermöglichen. 

• Fortschrittliche Verpackungstechniken und heterogene Integrationfördern die physikalische KI zusätzlich, indem sie verschiedene Technologien – Rechenleistung, Speicher, HF und Stromversorgung – in kompakten, effizienten Systemen vereinen, die für den verteilten Einsatz optimiert sind. 

Das Echtzeit-Betriebsmodell hinter Physical AI 

Da die KI derzeit einen grundlegenden Wandel durchläuft, um in der realen Welt präsent zu sein, müssen Anwendungen im Bereich der physischen KI in Echtzeit auf ihre Umgebung reagieren.In unserem letzten Blogbeitrag stellte unser Chief Business Officer, Mike Hogan, ein einfaches, aber leistungsstarkes Rahmenkonzept vor, das die Funktionsweise der physischen KI definiert:Wahrnehmen – Denken – Handeln – Kommunizieren. 

• Erfassung:Erfassen Sie Daten aus der physischen Umgebung mithilfe multimodaler Sensoren wie Audio-, Haptik-, optischen, Radar- und Umgebungssensoren. 

• Stellen Sie sich vor:Diese Daten lokal zu verarbeiten und auszuwerten, um Entscheidungen in Echtzeit auf deterministische, sichere und geschützte Weise zu treffen. 

• Ausführen:Präzise und zeitgenaue Aktionen über Motoren oder Aktuatoren mit präzisen Regelkreisen ausführen. 

• Kommunikation:Zuverlässiger und sicherer Datenaustausch über verteilte Systeme hinweg, vom Edge bis zur Cloud und geräteübergreifend. 

Jede Schwachstelle – sei es in Bezug auf Latenz, Energieeffizienz, Sicherheit oder Zuverlässigkeit – kann jedoch die Gesamtleistung des Systems beeinträchtigen. Aus diesem Grund werden physische KI-Systeme in Zukunft stärker maßgeschneidert und anpassungsfähig sein, um nicht nur die Rechenleistung, sondern auch den realen Betrieb über lange Lebenszyklen hinweg zu optimieren. 

Überwindung der Leistungs- und Latenzbeschränkungen der physikalischen KI 

Leistungsaufnahme und Latenz sind grundlegende Einschränkungen auf Systemebene, die die Möglichkeiten der physikalischen KI bestimmen. Diese Anwendungen laufen kontinuierlich unter begrenzten thermischen Bedingungen, oft ohne direkten Zugang zu reichlich vorhandener Energie, und erfordern gleichzeitig Reaktionsfähigkeit in Echtzeit. Mit zunehmendem Halbleiteranteil können ineffiziente Leistungsaufnahme und übermäßige Latenz die Leistung einschränken, die Zuverlässigkeit mindern und die Lebensdauer verkürzen. 

Durch die Optimierung auf Energieeffizienz und extrem niedrige Latenz können physikalische KI-Systeme unter den gegebenen Einschränkungen hinsichtlich Stromverbrauch, Wärmeentwicklung und Rechenleistung mit weniger Ressourcen mehr leisten. Daher ist die Entwicklung innovativer Halbleiterplattformen unerlässlich, um physikalische KI über Pilotprojekte hinaus und schließlich in missionskritische Umgebungen zu skalieren. 

Ermöglichung softwaredefinierter, verteilter Intelligenz 

Mit der Weiterentwicklung physischer KI-Systeme verlagert sich der Schwerpunkt der Architekturen weg von zentraler Datenverarbeitung hin zu verteilter Intelligenz. Anstatt alle Daten in die Cloud oder an einen einzelnen Prozessor zu senden, wird die Intelligenz an der Schnittstelle zur realen Welt angesiedelt, sodass sie näher an dem Ort ist, an dem Daten generiert und Maßnahmen ergriffen werden. 

Software-definierte Architekturen spielen bei diesem Wandel eine entscheidende Rolle. Durch die Entkopplung von Hardware und Software können Entwickler Funktionen kontinuierlich aktualisieren und verfügen über die Flexibilität, sich weiterentwickelnde KI-Modelle zu unterstützen, ohne die eigentliche Hardware neu konzipieren zu müssen. Dies ist besonders wichtig bei langlebigen Systemen wie Fahrzeugen, Industrieanlagen und Roboterplattformen. 

Physikalische KI heute: Softwaredefinierte Fahrzeuge 

Eines der derzeit sichtbarsten Beispiele für „Physical AI“ ist das softwaredefinierte Fahrzeug (SDV). Moderne Fahrzeuge verfügen heute über Hunderte von Chips, die fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme (ADAS), Infotainment, Konnektivität und das Batteriemanagement unterstützen. Mit dem zunehmenden Vormarsch von Autonomie, Elektrifizierung und Konnektivität steigt jedoch der Halbleiteranteil pro Fahrzeug weiter an. Allein in den letzten fünf Jahren ist der durchschnittliche Halbleiteranteil pro Fahrzeug von 700 auf 1.000 US-Dollar gestiegen, undS&P Global Mobilityschätzt, dass diese Zahl bis zum Ende des Jahrzehnts weiter auf etwa 1.400 US-Dollar ansteigen wird. 

Diese Systeme basieren auf leistungsstarken Sensoren, Echtzeitverarbeitung und präziser Ansteuerung, um die Sicherheit im Automobilbereich und das Benutzererlebnis zu verbessern – und das alles unter strengen Energie- und thermischen Einschränkungen. 

Physische KI von morgen: Humanoide Roboter 

Die gleichen Prinzipien gelten auch für neue humanoide Systeme, die ein noch höheres Maß an Flexibilität benötigen, um sich weiterentwickelnde KI-Modelle, Sensorfusionsalgorithmen und Autonomie-Stacks zu unterstützen. Das liegt daran, dass humanoide Roboter multimodale Sensorik benötigen, um ihre Umgebung wahrzunehmen, verteilte Intelligenz, um Daten mit extrem geringer Latenz zu verarbeiten, sowie präzise Motorsteuerung, um flüssige, menschenähnliche Bewegungen in Echtzeit mit Dutzenden von Freiheitsgraden auszuführen.  

Es überrascht nicht, dass ein hochwertiger industrieller Humanoid über bis zu viermal so viele Halbleiterkomponenten verfügt wie SDVs. Diese zunehmende Halbleiterdichte macht eines deutlich: Die Skalierung physischer KI wird von Plattformen abhängen, die Echtzeitleistung innerhalb enger Grenzen hinsichtlich Stromverbrauch, Wärmeentwicklung und Zuverlässigkeit liefern können. 

Die Grundlagen für die Zukunft der physikalischen KI schaffen 

Da die Welle der „Physical AI“ Intelligenz aus der Cloud in die physische Welt bringt, wird Erfolg nicht mehr allein durch reine Rechenleistung definiert, sondern durch die Fähigkeit, zuverlässige, energieeffiziente und anpassungsfähige Systeme in großem Maßstab bereitzustellen. Bei GF suchen wir kontinuierlich nach Möglichkeiten, unsere Technologieplattform für diese Zukunft zu verbessern, die auf Sensorik, Entscheidungsfindung in Echtzeit, Aktorik und Kommunikation ausgelegt ist. 

Nach unsererkürzlich erfolgten Übernahme von MIPS haben wir unsere Plattformen um die MIPS-Produktpalette erweitert, um die wachsenden Chancen im Bereich der physikalischen KI besser nutzen zu können. Im nächsten Beitrag dieses Blogs werden wir mit Sameer Wasson, dem CEO von MIPS, darüber sprechen, wie wir die Architektur, das geistige Eigentum und das Design von MIPS mit den optimierten Prozesstechnologien von GF kombiniert haben, um Rechenlasten zu verbessern und die deterministische Echtzeitleistung zu liefern, die Physical AI erfordert.