Voreingenommenheit oder Nicht-Voreingenommenheit, das ist hier die Frage
Von Joerg Winkler
Einer der wichtigsten Bausteine für Anwendungen in den Bereichen Mobile, Pervasive und Intelligent Computing ist ein leistungsstarker Prozessor mit geringem Stromverbrauch. Für diese Anwendungen bietet GLOBALFOUNDRIES 22FDX®-Plattform mit 22nm Fully Depleted Silicon-on-Insulator (FD-SOI)-Technologie eine optimale Kombination aus Leistung, geringem Stromverbrauch und Kosten. Ein großer Vorteil von 22FDX ist die Möglichkeit, Leistung und Stromverbrauch zu optimieren, indem die Transistoren in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung vorgespannt werden. Die Herausforderung für unser Entwicklungsteam bestand in der erfolgreichen Anwendung von Body-Bias zur Verbesserung der PPA eines Quad-Core ARM Cortex-A17-Prozessors, der in 22FDX FD-SOI-Technologie implementiert ist. In dem Webinar von GF, Implementierung eines ARM® Cortex®-A17-Prozessors in 22FDX-Technologieuntersuchen wir einen digitalen Implementierungsablauf mit branchenüblichen EDA-Tools, die Anwendung von Body-Bias für bestimmte Designzwecke und Leistungsszenarien, eine Analyse der physikalischen Architekturdetails und erste PPA-Ergebnisse eines ARM Cortex-Submoduls.
Das Konzept einer optimierbaren Technologieplattform birgt ein großes Potenzial, aber die Einführung einer neuen Plattform bedeutet oft auch die Einführung eines neuen Entwurfsablaufs. Und Ingenieure wissen, dass bei neuen Design-Flows der Weg vom Konzept zur Realität holprig sein kann, wenn die Implementierungsdetails nicht gut durchdacht sind. Glücklicherweise ist der Design-Flow des GF 22FDX FD-SOI so gestaltet, dass er dem bestehenden Bulk-Flow sehr ähnlich ist. Der 22FDX-Flow wird von allen großen EDA-Anbietern unterstützt und verwendet verschiedene Designtechniken (implant-aware, source/drain-aware, double patterning, UPF-Unterstützung), die bereits auf früheren Knotenpunkten eingesetzt wurden. In diesem Fall wird die Cadence-Tool-Suite von der ersten Design-Erstellung bis zur Abnahme verwendet. Wir beschreiben die Implementierung eines ARM-Cortex-Prozessors als Referenzdesign und zeigen, wie man eine breite Palette von PPA-Ergebnissen erhält, indem man sowohl Forward- als auch Reverse-Body-Bias auf verschiedene Domänen in einem Floorplan anwendet. Mit diesem leicht abstimmbaren Kompromiss können Sie effektiv zwischen höherer Leistung und geringerem Stromverbrauch abwägen, um die Gesamtleistungsspezifikationen und das Energiebudget eines SoC-Designs einzuhalten. Die Design-IP von GF für den ARM Cortex-A17-Prozessor umfasst Standard-Zellbasisbibliotheken, ein Power-Management-Kit und ein Cache-Speicher-Kit, jeweils mit Unterstützung für Body-Biasing. Die 22FDX-Plattform kann sofort für neue Designs eingesetzt werden. Das Starter-Kit des 22FDX Digital Design Flow ist ab sofort erhältlich. Zur Aufzeichnung des Webinars klicken Sie bitte hier. Weitere Informationen, einschließlich Videos und White Papers, finden Sie unter GF.com/22FDX.
FD-SOI: Ein Wegbereiter der Disruption
Jahrelang hat sich Dan Hutcheson zurückgehalten, als die FD-SOI-Technologie in der Branche immer mehr an Bedeutung gewann. "Ich habe mich ziemlich ruhig verhalten, weil ich das Kostenargument nie geglaubt habe. Ich hätte nie gedacht, dass die Entscheidung von ein paar Maskenschichten abhängen würde", sagte Hutcheson, der CEO und Vorsitzender des Analystenunternehmens VLSI Research ist. "Aber als ich letztes Jahr den 22FDX® von GLOBALFOUNDRIES gesehen habe, habe ich zum ersten Mal einige bahnbrechende Eigenschaften gesehen. Vor fünf Jahren spielte der Stromverbrauch keine Rolle, aber heute ist die Welt sehr stromhungrig. Konstrukteure unterscheiden sich nach dem Stromverbrauch, nicht unbedingt nach der Leistung. Die von FD-SOI gebotenen Kompromisse beim Stromverbrauch in Echtzeit sahen für mich ziemlich spannend aus."
Hutcheson wollte sich sein zunehmendes Interesse an FD-SOI bestätigen lassen und führte daher mit Hilfe von GF eine Umfrage unter den wichtigsten Einflussnehmern und Entscheidungsträgern im Ökosystem der Chipentwicklung durch. Im folgenden Video stellt Hutcheson die wichtigsten Ergebnisse seiner ausführlichen Interviews vor. Er befragte die Teilnehmer zu den wichtigsten technischen und geschäftlichen Gründen für die Entwicklung mit FD-SOI, zur Positionierung der Technologie im Vergleich zu den FinFET-Angeboten der Branche und zu weiteren Fragen, die der Beantwortung der übergreifenden Frage dienen: "Ist FD-SOI disruptiv oder nur ein weiterer Prozess?"
Die Antwort? "Nein. Es ist nicht disruptiv, aber es ermöglicht eine Disruption", schloss Hutcheson. "Das Internet der Dinge (IoT) ist die stärkste disruptive Kraft da draußen. Es wird genauso umwälzend sein wie das Smartphone, und ich glaube, dass die FD-SOI-Technologie ein entscheidender Wegbereiter für diese Umwälzung sein wird.
Um die FD-SOI-Präsentation von Dan Hutcheson zu sehen, klicken Sie hier.
Mädchen in MINT-Fächern: Ein Sprung für die (Wo)-Menschheit
Von Gwendolyn Bluemich
Als ich ein kleines Mädchen war, schenkte mir mein Vater zu meinem 13. Geburtstag einen Chemiebaukasten.Chemie?Ich dachte. Was soll ich denn damit machen? ... Aber mein Vater ist ein Wissenschaftler. Und zwar ein sehr wichtiger. Deshalb wollte er natürlich, dass seine Tochter die Wunder eines Bereichs, der immer mehr an Bedeutung gewinnt, sowohl zu schätzen weiß als auch erforscht: MINT (Wissenschaft, Technologie, Ingenieurwesen und Mathematik). Und nach und nach habe ich das auch getan.
Leider sind heutzutage nicht mehr viele Mädchen mit Vätern wie dem meinen gesegnet. Zugegeben, ich habe am Ende einen etwas anderen akademischen Weg eingeschlagen, als er es sich wahrscheinlich erhofft hatte - ich habe keine Wissenschaft an sich studiert, sondern eher die "weicheren" Bereiche der Wirtschaft und der öffentlichen Politik verfolgt. Und doch stehe ich hier, einige Jahre später, und erfreue mich an den begeisterten Gesichtern von Mittelschülerinnen, die bei unserer jüngsten GLOBALGirls-Veranstaltung in Reinraum-"Hasen"-Anzügen herumtollten, matschigen Schleim aus Borax herstellten und beim Anblick von LEGO-Robotern mit einem "Oh" und "Ah" reagierten.
Es ist aus mehreren Gründen wichtig, mehr Frauen in den MINT-Bereich zu bringen: Zum einen sorgen sie für Vielfalt - im Denken, in der Kommunikation und im Führungsstil. Sie bringen neue Perspektiven und neue Ansätze zur Problemlösung ein - alles wichtige Eigenschaften, nach denen die Hersteller suchen. Außerdem helfen sie den Unternehmen, erfolgreicher zu sein - laut einer kürzlich durchgeführten Studie sogar um 35 % mehr.
Ohne Frauen gäbe es keine Computer (ein Hoch auf Ada Lovelace und ihre Analytical Machine); wir hätten viele Fortschritte in der Physik und Chemie nicht gemacht (danke, Marie Curie); und wir wären wahrscheinlich nicht in der Lage gewesen, den Zweiten Weltkrieg zu gewinnen, wenn es nicht Rosie the Riveter und all die tapferen Frauen gegeben hätte, die die USA an der Front der Produktion unterstützt haben. Wenn wir die Geschlechtervielfalt fördern, gewinnen wir: Wir steigern die Produktivität und die Kreativität und fördern gleichzeitig das Wirtschaftswachstum.
Und Frauen gewinnen auch! Nach Angaben des Weißen Hauses profitieren Frauen in MINT-Berufen von einem um 33 Prozent höheren Gehalt im Vergleich zu Frauen in Nicht-MINT-Berufen - und sie haben geringere Lohnunterschiede im Vergleich zu Männern. Darüber hinaus bieten MINT-Berufe Frauen die Möglichkeit, an der Spitze von Innovation und Technologie mitzuwirken.
Ich habe zwar nicht Physik (wie mein Vater) oder Materialwissenschaften (wie meine Kolleginnen) studiert, aber ich arbeite heute für ein Hightech-Unternehmen und helfe bei der Entwicklung künftiger Talente. Der zusätzliche Bonus? Als Managerin für strategische Bildungs- und Personalentwicklungsinitiativen bei GLOBALFOUNDRIES kann ich junge Frauen auf die gleiche Weise inspirieren, wie mein Vater mich vor 20 Jahren inspiriert hat und es seitdem immer noch tut.
Initiativen wie STEP Ahead versuchen, die Geschlechterkluft zu überwinden, indem sie die Rolle der Frauen in der Fertigung fördern. Das Manufacturing Institute hat Deb Leach, Senior Director für Beschaffung, und Amelia Folkins, Ingenieurin für 300-mm-Fertigung, zu den 130 Emerging Leaders und Honorees der STEP Ahead Awards 2016 ernannt. Ingenieurin für 300-mm-Fertigung, als eine von 130 aufstrebenden Führungskräften und Preisträgerinnen bei den STEP Ahead Awards 2016 ausgezeichnet.
Aber Frauen waren früher auch einmal Mädchen! Wie können wir also Chemie-Sets wieder cool machen, um mehr Mädchen für MINT-Fächer zu gewinnen?
Ob Sie nun Mutter, Vater, Erzieher oder Geschäftsmann sind, Sie können heute etwas bewirken. Helfen Sie, eine junge Frau zu "STÄRKEN", indem Sie:
Eine Schülerinzu betreuen, ihr ein positives Vorbild zu sein und ihr das nötige Selbstvertrauen zu vermitteln, damit auch sie etwas in der Welt bewirken kann.
Partnerschaftenmit Organisationen, die bereits an "Girls in STEM "-Initiativen beteiligt sind, um den Umfang und die Wirkung Ihres Engagements zu maximieren.
Organisieren Sieeinen Tag der offenen Tür oder einen Tag der Fertigung(MFG DAY) in Ihrer Schule oder Ihrem Betrieb, um Frauen in MINT-Berufen zu feiern und die nächste Generation von Führungskräften zu inspirieren.
Beseitigungder impliziten Voreingenommenheit, die dazu führt, dass so viele Gelegenheiten verpasst werden, das Potenzial und die Talente von Mädchen im MINT-Bereich zu erkennen, zu nutzen und zu würdigen.
ErweiternSie Ihre Reichweite in der Gemeinde, indem Sie Ihr eigenes MINT-Botschafterprogramm entwickeln; und
Evaluieren SieIhre Initiativen immer wiederneu. Ermitteln Sie, was funktioniert hat und was besser gemacht werden könnte. Suchen Sie weiter nach neuen Ansätzen und Lösungen - es gibt immer Raum für Verbesserungen. Die Möglichkeiten, etwas zu bewegen, sind endlos.
Diese Maßnahmen mögen wie eine kleine Heldentat erscheinen, aber sie können für die Menschheit die Welt bedeuten.
Fühlen Sie sich inspiriert? Suchen Sie nach weiteren Ideen? Kontaktieren Sie mich einfach unter gwendolyn.bluemich@globalfoundries.com
RF-SOI ermöglicht 5G und intelligentere IoT-Anwendungen
Von Peter Rabbeni
Auf derEDI CON China 2016, die vom 19. bis 21. April in Peking stattfindet, stehen 80 Vorträge, 30 Workshops und sieben Keynotes auf dem Programm, darunter ein neuer Track zur Silicon-on-Insulator (SOI)-Halbleitertechnologie. Am Dienstag, dem 19. April, werde ich den Hauptvortrag über das Aufkommen von SOI in der HF-/Mikrowellenindustrie halten.
Heutzutage enthalten Smartphones und Tablets Hochfrequenz (HF)-Front-End-Module (FEM), die in der Regel aus Leistungsverstärkern (PAs), Schaltern, abstimmbaren Kondensatoren und Filtern bestehen. Technologien wie Radio Frequency Silicon-on-Insulator (RF SOI) helfen mobilen Geräten bei der Abstimmung und Aufrechterhaltung von Mobilfunksignalen, so dass drahtlose Geräte an immer mehr Orten gleichbleibend starke und klare Verbindungen erhalten.
Der Mobilfunkmarkt bevorzugt weiterhin RF SOI, da es geringe Einfügedämpfung, reduzierte Oberwellen und hohe Linearität über einen breiten Frequenzbereich zu einem kostengünstigen Preis bietet. RF SOI ist eine Win-Win-Technologie, die die Leistung und die Datengeschwindigkeiten in Smartphones und Tablets verbessern kann, und es wird erwartet, dass sie auch im Internet der Dinge eine wichtige Rolle spielen wird.
Für die Hersteller von HF-Chips bringt es die Vorteile des Siliziumdesigns und der Integration in das HF-Frontend und ist eine kostengünstige Alternative zu anderen teuren Technologien, die nicht über die Größenordnung und Integrationsfähigkeit verfügen, die RF SOI für HF-Frontend-Modullösungen bieten kann. Und für Designer bietet RF SOI Design-Flexibilität durch die Integration mehrerer RF-Komponenten auf einem einzigen Chip, ohne dass wertvoller Platz auf der Leiterplatte verloren geht.
Diese Integration ermöglicht eine geringere Anzahl von Chips und eine kleinere Grundfläche für mobile Anwendungen, so dass die Hersteller von Mobilfunkgeräten weniger komplexe Funkgeräte mit den fortschrittlichen Funktionen entwickeln können, die ihre Kunden erwarten. Mobile Geräte, die RF SOI-Technologien für RF-Frontend-Anwendungen nutzen, profitieren von der gleichen oder besseren Linearität und Einfügedämpfung im Vergleich zu konkurrierenden Technologien, was sich in einer längeren Akkulaufzeit, weniger Gesprächsabbrüchen und höheren Datengeschwindigkeiten niederschlägt.
Eine weitere gute Nachricht für RF-Marktteilnehmer: Technologien wie FD-SOI haben einzigartige Eigenschaften und Fähigkeiten, die RF-Schaltungsinnovationen ermöglichen und Integrationsniveaus erreichen können, die es bei siliziumbasierten Technologien noch nie gegeben hat. Der Schlüssel dazu ist die Ausnutzung der Niederspannungsbetriebsfähigkeit und der Well-Bias-Merkmale von FDSOI. Die dynamische Steuerung von Vdd und die Verwendung von Well-Bias-Techniken können nicht nur zur Senkung des Gesamtstromverbrauchs beitragen, sondern auch als Mittel zur Optimierung des HF-Schaltungsbetriebs eingesetzt werden. Dies ist etwas, das bei Bulk-Technologien nicht so einfach möglich ist.
Ein weiterer Vorteil bei der Entwicklung eines komplexen SoC ist die Möglichkeit, mehrere Funktionen zu integrieren, was zu einem kleineren Formfaktor und einem einfacheren Gehäuse führt, das wesentlich kostengünstiger und in Bezug auf den Stromverbrauch effizienter für IoT-Anwendungen ist, was absolut notwendig ist, um die wirtschaftlichen Anforderungen dieses Marktes zu erfüllen und mit den sich entwickelnden Netzwerkherausforderungen Schritt zu halten. Obwohl aufkommende Standards wie 5G noch einige Jahre entfernt sind, sehen wir bereits jetzt ein Interesse an den Vorteilen, die Technologien wie FDSOI/RFSOI bei der Bewältigung der Herausforderungen von Systemen bringen können, die hohe Geschwindigkeiten/Bandbreiten bei geringem Stromverbrauch liefern müssen.
Es besteht kein Zweifel, dass die Nachfrage nach unseren Netzen weiter steigen wird. Mehr denn je kommt es jetzt auf die zugrundeliegenden Kommunikationsnetze an, und der Bedarf an Geschwindigkeit ist unmittelbar. Die mobile Welt ruft, und es ist an der Zeit, dass Gerätehersteller und Komponentendesigner von der Designflexibilität, der Ermöglichung und Versorgung (Kapazitätssicherung) profitieren, die RF SOI bietet.
Eine Technologie-Dreierkombination für die Automobilindustrie
Von Dave Lammers
Wir freuen uns, heute eine neue Serie auf Foundry Files zu starten, mit Kommentaren von David Lammers, einem erfahrenen Reporter, der für Associated Press, EE Times, Semiconductor International und derzeit als freiberuflicher Journalist für verschiedene Industriepublikationen arbeitet.
Ich kann mir kein interessanteres Thema für den Beginn dieser Blogserie vorstellen als die Pläne von GLOBALFOUNDRIES für Automobil-ICs. Die Autos von morgen benötigen drei Technologien: viel schnellere Prozessoren auf der Basis von 22nm SOI, eingebettete MRAM-Speicher und 5G-Mobilfunkkommunikation.
Jede dieser drei Veränderungen - FD-SOI, MRAM und 5G - sollte ausreichen, um das Blut schneller in Wallung zu bringen, aber sie zusammenzubringen ist eine ebenso große Geschichte wie die stromsparenden Anwendungsprozessoren, die aus der Smartphone-Revolution vor 20 Jahren hervorgingen.
Und das ist auch dringend nötig, denn eine ultraschnelle Bildverarbeitung ist für die Einführung fortschrittlicher Fahrerassistenzsysteme (ADAS) unerlässlich. Nach 2020 werden Autos mit bis zu fünf Kameras pro Fahrzeug ausgestattet sein, und die Bildverarbeitungssysteme müssen schnell genug sein, um auf alles, was sich dem Auto in den Weg stellt, sofort zu reagieren.
Beginnen wir mit den Argumenten, warum sich GF für FD-SOI am 22-nm-Knoten für MCUs für den Einsatz im Automobilbereich entschieden hat.
FD-SOI zeichnet sich in zwei Bereichen aus: Da Leckströme durch die vergrabene Oxidschicht unterdrückt werden, ist der Stromverbrauch begrenzt, was die Einhaltung der Temperaturanforderungen von MCUs für die Automobilindustrie erleichtert. Zweitens bietet FD-SOI Vorteile für Hochfrequenzschaltungen in Bezug auf Linearität und Einfügedämpfung.
Jeff Darrow, Automotive Marketing Director bei GF, weist darauf hin, dass MCUs für Automobile bei 125-150 Grad Celsius Umgebungstemperatur zuverlässig arbeiten müssen, wobei die Sperrschichttemperaturen sogar noch höher liegen können. Bei MCUs für die Automobilindustrie, die in einer 55-nm-Bulk-Siliziumtechnologie gefertigt werden, machen Leckagen bereits 30 Prozent des gesamten Stromverbrauchs aus.
"Bei Bulk-CMOS steigt die Leckage exponentiell mit der Temperatur. Bei 55nm mussten wir mit 30 Prozent Leckage leben, aber dieser Trend war nicht haltbar. Wir sehen, dass 22nm FD-SOI sowohl den niedrigen Stromverbrauch von FDSOI als auch die digitale Schrumpfung der 22nm-Technologie bietet", so Darrow.
Und ja, die stark verbesserte Leckage von High-k-Dielektrika wird auch für alle automobilen Technologielösungen bei 28nm oder 22nm erforderlich sein. GF ist davon überzeugt, dass die Verwendung eines High-k-Fertigungsablaufs, bei dem das Gate zuerst hergestellt wird, Vorteile für Automobil-ICs bringt, verglichen mit dem Ansatz anderer Foundries, bei dem das Gate ersetzt oder zuletzt hergestellt wird.
"Wenn unsere Konkurrenten versuchen, einen eingebetteten Flash-Speicher mit einem Gate-Last-High-K zu integrieren, ist die Produktionsimplementierung unserer Analyse nach außerordentlich schwierig. Die Ausbeute wäre horrend, nach unserer Einschätzung weniger als 50 Prozent", so Darrow.
GF kündigte seine planare 22-nm-FD-SOI-Technologie im Juli 2015 unter dem Namen 22FDX® an, und Darrow betont: "22FDX ist ein Kernstück unserer Automobilstrategie."
Abgesehen von den Infotainment-Systemen im Fahrzeuginnenraum, die eine eigene Kategorie bilden, entfällt die überwiegende Mehrheit der von Zulieferern wie Bosch, Continental, Delphi und Denso hergestellten Produkte auf Antriebs-, Karosserie- und Sicherheitssysteme.
"Was wir tun, ist von entscheidender Bedeutung für die Branche, und unsere Kunden verlassen sich voll und ganz auf uns", so Darrow. Aufgrund der Erfahrung von GF bei der Herstellung von SOI-basierten Prozessoren für AMD und andere Unternehmen verfügt das Unternehmen über einen Wissensvorsprung bei der SOI-Fertigung. Die Tatsache, dass GF über eine große Produktionsstätte im erdbebensicheren Dresden verfügt, ist ebenfalls ein großer Vorteil, insbesondere für die deutschen Automobilhersteller, fügte er hinzu.
Ersetzen von e-Flash
Neue Speicher sind auch für künftige Automobilprozessoren unerlässlich. Heute verfügt eine typische MCU für Kraftfahrzeuge über 2 MB eingebetteten Flash-Speicher, und High-End-Lösungen können bis zu 10 MB an Bord haben. Der Speicher funktioniert am besten, wenn er auf dem Prozessorchip eingebettet ist, zum einen, um sofortige Reaktionszeiten zu ermöglichen, und zum anderen, um ihn vor Hochfrequenz- und anderen Strahlungsemissionen zu schützen.
Eingebetteter Flash-Speicher wird auch in Zukunft weit verbreitet sein, selbst wenn die SOC-Entwickler zunehmend auf neue Speichertechnologien zurückgreifen. Die Zuverlässigkeit von Flash ist zwar bewiesen, aber die Herstellung ist kostspielig, da etwa ein Dutzend zusätzlicher Maskenschichten erforderlich sind. Bei GF wird E-Flash auf den 28-nm-Knoten ausgeweitet, aber darüber hinaus setzt foundry auf magnetisch-resistiven Direktzugriffsspeicher (MRAM) für eingebettete Prozessoren, die für eine Vielzahl von Anwendungen, einschließlich der Automobilindustrie, hergestellt werden.
Dave Eggleston, Vice President of Embedded Memory bei GF, merkt an, dass die Halbleiterindustrie "auf eine lange Erfahrung mit E-Flash zurückblicken kann; es bewahrt Daten auch in sehr rauen Umgebungen. Eine unserer Kernaussagen ist jedoch, dass wir glauben, dass die Skalierung von E-Flash unter 28 Nanometern aufhören wird. Sie wird bis 28 Nanometer weitergehen, aber unterhalb von 28 Nanometern brauchen wir eine neue Lösung, und wir glauben, dass sich die Branche um MRAM schart".
Angefangen bei IoT-Lösungen bis hin zu Speicher- und Datenverarbeitungslösungen wird MRAM bereits von wichtigen Automobilzulieferern eingesetzt, die seine Energieeffizienz und Kostenvorteile schätzen. Und während E-Flash in der Regel höhere Spannungen zum Schreiben von Informationen benötigt, ist dies bei MRAM nicht der Fall.
GF arbeitet seit langem mit dem MRAM-Technologielieferanten Everspin Technologies (Chandler, Ariz.) zusammen, und die Partner haben sich auf eine MRAM-Version mit senkrechtem Spin-Torque geeinigt, die einen wesentlich besseren Stromverbrauch und eine höhere Schreibgeschwindigkeit als frühere MRAM-Bitzellen aufweist.
"MRAM ist eine große Umstellung. Aber für uns ist das kein Fragezeichen. Wir haben unsere Wette abgeschlossen. Wir wissen, was die nächste eingebettete Speichertechnologie ist, und wir klären unsere Kunden darüber auf, wie diese Technologie ihre Systeme verbessert", so Eggleston.
Die Kosteneffizienz von MRAM ergibt sich aus der Tatsache, dass es innerhalb der Back-End-of-the-Line (BEOL)-Verbindungsschichten des Chips eingebaut werden kann. Während neue Abscheidungs- und Ätztechniken perfektioniert werden, um den komplexen Materialstapel des magnetischen Tunnelübergangs zu bewältigen, kann laut Eggleston MRAM mit nur drei zusätzlichen Maskenschichten hinzugefügt werden.
Die Bedeutung von 5G
Erst in den letzten Jahren hat sich die Verbindung zwischen Autos und RF - von Bluetooth in der Fahrerkabine bis zum Kfz-Radar, das dem Fahrer hilft, sicher die Spur zu wechseln - durchgesetzt.
Peter Rabbeni, Senior Director of RF Business Development bei GF, sagte, dass der 5G-Mobilfunkstandard mit Blick auf Automobilanwendungen entwickelt wurde, insbesondere auf die Notwendigkeit, die Umgebung des Fahrzeugs mit Latenzzeiten im Bereich einer Millisekunde zu "sehen".
"Um autonome Fahrzeuge Realität werden zu lassen, bedarf es ziemlich ausgeklügelter Kommunikationssysteme", sagte Rabbeni kurz nach seiner Rückkehr vom Mobile World Congress 2016, der Ende Februar in Barcelona (Spanien) stattfand. Der 5G-Standard, der in Barcelona im Mittelpunkt der Diskussion stand, soll "eine viel höhere Bandbreite, viel kürzere Latenzen und Unterstützung für mehrere gleichzeitige Nutzer" bieten, fügte er hinzu.
Damit ein System zur Unfallvermeidung die richtigen Entscheidungen treffen kann, sind sehr hohe Datenraten und viel größere Bandbreiten erforderlich. In nicht allzu ferner Zukunft werden Fahrzeuge "viele Daten übertragen und sehr schnell auf diese Daten reagieren, was sehr niedrige Latenzzeiten voraussetzt", sagte er.
Entfernungsmessung und Objekterkennung auf allen Seiten eines Fahrzeugs sind das Herzstück von Fahrerassistenzsystemen. Die ADAS-Systeme erfordern, wie Rabbeni es nennt, "eine Ausweitung über 6 GHz hinaus auf das Millimeterwellenradar, das das Militär schon seit vielen Jahren einsetzt".
Schnellere Datenübertragungsraten hängen von mehr Funkgeräten und mehr digitaler Signalverarbeitung ab, was eine Skalierung der Linienbreite erforderlich macht. Rabbeni argumentiert, dass der Stromverbrauch von MCUs für Kraftfahrzeuge mit integriertem RF einen Vorteil von FD-SOI darstellt. Wir können die Back-Gate-Biasing-Technologie nutzen, um das Verhältnis von Leistung und Stromverbrauch zu optimieren".
Quelle: GLOBALFOUNDRIES
FD-SOI Body-Biasing ermöglicht Leistungs-/Leistungsabgleich und Abstimmung von RF/Analog-Parametern
Damit ADAS funktioniert, so Rabbeni, "brauchen wir komplexere Funkgeräte, um eine höhere Leistung zu erzielen. Wir arbeiten sehr hart an der Entwicklung einer neuen Generation von Angeboten mit höherer Linearität, geringerer Einfügedämpfung und besseren Oberwellen, die alle zu einer Leistungskennzahl für ein bestimmtes Funkgerät beitragen.
Mit der Übernahme der Mikroelektroniksparte von IBM (die im Wesentlichen die Märkte für HF-SOI und SiGe geschaffen hat) erwarb GF Know-how und Fertigungskapazitäten für die Segmente HF-SOI-basierte Schalter und Antennenabstimmung. Außerdem erwarb es eine Silizium-Germanium-Technologie, die in Wi-Fi-Leistungsverstärkern, drahtlosen Mikrowellen-Backhaul- und Kfz-Radar-Frontend-Lösungen weit verbreitet ist.
Aufgrund des Wachstums im Bereich der drahtlosen Kommunikation steigt die Nachfrage nach RF-Technologien von GF weiter an, und das Unternehmen investiert in zusätzliche Kapazitäten, um die steigende Nachfrage nach seinen Technologien zu befriedigen. Während die RF-SOI-Technologien in Burlington, VT und Singapur hergestellt werden, werden die 22-nm-FD-SOI-Produkte in Dresden gefertigt.
"Wir arbeiten aktiv an fortgeschrittenen RF-SOI-Knoten für die nächste Generation von Systemen, einschließlich 45nm und 22nm. Die 22-nm-FD-SOI-Plattform wurde von Anfang an mit Blick auf RF konzipiert und Produkte mit eingebetteten RF wurden bereits entwickelt. Teststrukturen wurden modelliert und gemessen, um die Prozessentwicklungskits (PDKs) weiter zu verbessern, damit die Kunden zuverlässig damit entwickeln können", sagte Rabbeni. "Wir haben Modelle von fokussierten RF-Blöcken, Schaltern und PLLs, um zu beweisen, wie die Technologie eingesetzt werden kann. Wir sind von dieser Technologie sehr begeistert und werden sie weiter vorantreiben."
GF是世界上第一个具有真正意义上足迹遍布全球的全方位服务晶圆制造商。该公司于2009年3月成名，并迅速实现了规模化，成为世界最大的晶圆生产商之一，为250多个客户提供先进技术和独特制造的组合。格芯在新加坡，德国和美国经营，是唯一提供跨越全球三大洲的制造中心，并提供的足够灵活性和高度安全性的代工厂。该公司的300mm晶圆厂和200mm晶圆厂提供从主流到前沿的全系列制程技术。格芯的制造业务遍及全球，而格芯位于美国，欧洲和亚洲的半导体业务中心的大量的研发和设计实现人员为格芯的全球制造业务提供全面的支持。格芯由Mubadala Development Company拥有。欲了解更多信息，请访问 https://www.globalfoundries.com.
GLOBALFOUNDRIES erweitert SiGe-Leistungsverstärker-Portfolio und steigert die RF-Leistung und Effizienz von Wireless-Geräten
Neue PAx-Angebote ermöglichen es Kunden, ein optimales Gleichgewicht zwischen Leistung, Integration und Kosten zu nutzen, um die Anforderungen der sich entwickelnden Mobilfunkstandards zu erfüllen
Santa Clara, Kalifornien, 15. März 2016 - GLOBALFOUNDRIES kündigte heute neue fortschrittliche Hochfrequenz-Siliziumlösungen an, die das Portfolio an Silizium-Germanium (SiGe)-Leistungsverstärkertechnologien weiter ausbauen, um leistungsoptimierte Mobilfunk- und Wi-Fi-Lösungen in immer anspruchsvolleren mobilen Geräten und Hardware zu ermöglichen.
Die 5PAx und 1K5PAx von GF, die zusammen als PAx bezeichnet werden, sind die jüngsten Erweiterungen seiner breiten Familie von SiGe-basierten PA-Technologien. Die fortschrittlichen Angebote bieten optimierte PA-, LNA- und Switch-Technologien mit verbesserter Leistungseffizienz, Rauschzahl und Einfügungsdämpfung und ermöglichen energieeffizientere Wi-Fi- und Mobilfunklösungen der nächsten Generation für schnelleren Datenzugang und unterbrechungsfreie Verbindungen.
"Mobilfunkanbieter stehen unter wachsendem Druck, ihre Netzwerkkapazitäten zu erweitern, da der drahtlose Datenverbrauch weiterhin rapide ansteigt", so Dr. Bami Bastani, Senior Vice President des Geschäftsbereichs GF RF. "Unser breit gefächertes Portfolio an hochleistungsfähigen SiGe-Leistungsverstärker-Technologien bietet einen deutlichen Design-, Leistungs- und Kostenvorteil, der es unseren Mobilitätskunden ermöglicht, kosteneffiziente Lösungen mit schnellerem Datendurchsatz zu liefern, größere Abdeckungsbereiche zu unterstützen und weniger Strom zu verbrauchen."
Skyworks, ein führender Anbieter von analogen Hochleistungs-Halbleiterlösungen, plant, die Technologie zu nutzen, um sowohl die Leistungsfähigkeit als auch die Effizienz der nächsten Generation von mobilen WLAN-Produkten und Hochleistungs-WLAN-Produkten, einschließlich Access Points, Routern und IoT-Anwendungen, zu verbessern.
"Die Weiterentwicklungen der SiGe PAx-Technologien von GF ermöglichen RF-Frontend-Lösungen für alle Leistungs- und Komplexitätsstufen", so Bill Vaillancourt, Vice President und General Manager Mobile Connectivity bei Skyworks Solutions. "Mit diesen fortschrittlichen Funktionen und der Möglichkeit, den Formfaktor durch die Implementierung mehrerer HF-Funktionen auf einem Chip zu minimieren, erweitern die neuesten PAx-Angebote von GF die Möglichkeiten integrierter Halbleiterlösungen, die den Bedarf der Kunden an leistungsstarken und kostengünstigen Technologien für tragbare drahtlose Kommunikationsgeräte erfüllen."
Die SiGe PA-Familie von GF besteht aus vier Technologien: SiGe 5PAe, 1KW5PAe und jetzt 5PAx und 1K5PAx. Alle vier Angebote basieren auf der bewährten Through-Silicon-Via-Technologie von GF und bieten Kunden, die derzeit Alternativen auf Basis von Galliumarsenid (GaAs) einsetzen, erhebliche Vorteile in Bezug auf Leistung, Integrationsfunktionalität und Kosten. Bis heute wurden weltweit mehr als drei Milliarden SiGe-Leistungsverstärker mit dieser Technologiefamilie ausgeliefert, und GF hat kürzlich in zusätzliche Fertigungskapazitäten investiert, um dem erwarteten Wachstum im Mobilfunksektor Rechnung zu tragen. Die neuesten Angebote, 5PAx und 1K5PAx, sind für die strengen Anforderungen der sich entwickelnden Mobilfunkstandards wie 802.11ac optimiert, die einen dreimal schnelleren Datendurchsatz als die vorherige Generation von Standards erfordern.
Für 5-GHz-Anwendungen unterstützt SiGe 5PAx, der Nachfolger von SiGe 5PAe, eine Verstärkung von 2 dB sowie eine Verbesserung des PAE um 5 Prozent und des LNA (Low Noise Amplifier) um 0,2 dB im Vergleich zur vorherigen Generation. SiGe 1K5PAx wird wie sein Vorgänger 1KW5PAe auf einem hochohmigen Substrat aufgebaut und ist auf Integration und höhere Leistung abgestimmt. Er verfügt über HF-Schalter mit einem um etwa 15 Prozent besseren Ron-Coff im Vergleich zum 1KW5PAe und ermöglicht es Entwicklern, den Formfaktor zu minimieren, indem sie mehrere Funktionen wie Leistungsverstärker, HF-Schalter und LNAs auf einem einzigen Chip implementieren.
Weitere Informationen zu den SiGe-Technologien von GF erhalten Sie von Ihrem GF-Vertriebsmitarbeiter oder unter globalfoundries.com/SiGe.
Über GF
GF ist der weltweit erste Full-Service-Halbleiterhersteller foundry mit einer wirklich globalen Präsenz. Seit seiner Gründung im März 2009 hat sich das Unternehmen schnell zu einer der größten Foundries der Welt entwickelt und bietet mehr als 250 Kunden eine einzigartige Kombination aus fortschrittlicher Technologie und Fertigung. Mit Niederlassungen in Singapur, Deutschland und den Vereinigten Staaten ist GF die einzige foundry , die die Flexibilität und Sicherheit von Fertigungszentren auf drei Kontinenten bietet. Die 300-mm-Fabriken und 200-mm-Fabriken des Unternehmens bieten das gesamte Spektrum an Prozesstechnologien, vom Mainstream bis zur Spitzenklasse. Diese globale Produktionspräsenz wird durch wichtige Einrichtungen für Forschung, Entwicklung und Design Enablement unterstützt, die sich in der Nähe von Zentren für Halbleiteraktivitäten in den USA, Europa und Asien befinden. GF ist im Besitz der Mubadala Development Company. Weitere Informationen finden Sie unter https://www.globalfoundries.com.
In meinem letzten Blog "IoT is Now!" habe ich einen Überblick über die IoT-Landschaft aus der Vogelperspektive gegeben. In diesem Beitrag werde ich das IoT anhand von Zahlen näher beleuchten und langsam die Zwiebel abziehen, um zu enthüllen, in welchem Teil der Dinge, Netzwerke und Rechenzentren wir uns befinden.
Laut dem McKinsey-Bericht The Internet of Things: Mapping the Value Beyond the Hype wird das IoT bis 2025 jährlich 3,9 bis 11,1 Billionen Dollar an wirtschaftlichen Auswirkungen haben, darunter 200 bis 700 Milliarden Dollar im Automobilbereich, 200 bis 350 Milliarden Dollar im Haushalt und 1,2 bis 3,7 Billionen Dollar in der Optimierung von Fabrikabläufen und Anlagen. Dieser Wert wird nicht nur in verkauften Technologien gemessen, sondern auch in erheblichen Effizienzgewinnen.
Wir befinden uns derzeit in einer Ära der mobilen Datenverarbeitung oder des Smartphones, die sich zu einer allgegenwärtigen Datenverarbeitung - in erster Linie IoT - entwickelt und sich schließlich zu einer intelligenten Datenverarbeitung weiterentwickeln wird.
Haben wir vergessen, dass das IoT nichts Neues ist? Es gibt es schon seit mehr als einem Jahrzehnt. Und seine Fortschritte und sein Wachstum wurden von einer grundlegenden Technologiearchitektur angetrieben, die auch heute noch verwendet wird.
Dieses Wachstum wird maßgeblich von der kontinuierlichen technologischen Entwicklung beeinflusst. Im Kern ermöglichen wir es der Industrie, sich auf der Grundlage der Fähigkeiten, die wir ihr bieten, zu entwickeln. Wir ermöglichen Fortschritt und Wachstum, indem wir einen technologischen Vorsprung aufrechterhalten, es den Kunden leicht machen, mit uns Geschäfte zu machen, und eine wettbewerbsfähige Kostenstruktur für die Branche aufrechterhalten.
In diesem Sinne sind jedes Quäntchen Effizienz, das wir in der Fertigung finden können, jede einzelne technologische Innovation, die hilft, den Stromverbrauch zu managen - selbst im kleinsten Bereich -, und jeder Durchbruch bei der RF-Implementierung für die Konnektivität wichtige Schritte, um das Potenzial des IoT voll auszuschöpfen.
Der Erfolg im IoT ist ein grundlegend vielfältiges Unterfangen, wobei der anhaltende Erfolg auf Partnerschaften zwischen großen und kleinen Unternehmen beruht, die das IoT in einer Reihe von Branchen definieren können.
Auf der SEMICON China ist IoT ein heißes Thema, dem ein Forum gewidmet ist: Technology Shapes the Future - Sensor Hub Solution for Wearable and IoT am 17. März. In dieser Sitzung werde ich über Halbleitertechnologien sprechen, die das IoT und die "Atome der Intelligenz" vorantreiben, die zu Intelligent Computing führen.
Und in meinem nächsten Blog werden wir die erstaunlichen IoT-Anwendungen untersuchen, die ohne eine starke Prozesstechnologie, die die Halbleiter "unter der Haube" betreibt, nicht möglich wären. Es ist eine unglaubliche Geschichte der vertikalen Integration mit vielen sich drehenden Zahnrädern, und wir werden die wichtigsten Abschnitte dieser Geschichte "unter der Haube" in jedem Blog analysieren. Ich lade Sie ein, mitzumachen.
GLOBALFOUNDRIES veröffentlicht neues 7SW SOI RF PDK mit der neuesten Keysight Technologies Advanced Design System Software
Co-Design-Flow nutzt das Beste der EDA-Designplattformen zur Vereinfachung des RF-Designs
Santa Clara, Kalifornien, 10. März 2016 - GLOBALFOUNDRIES kündigte heute die Verfügbarkeit einer neuen Reihe von Prozessdesign-Kits (PDKs) mit einem interoperablen Co-Design-Flow an, um Chipdesigner dabei zu unterstützen, die Designeffizienz zu verbessern und differenzierte HF-Frontend-Lösungen für immer anspruchsvollere mobile Geräte zu liefern.
Die RF Silicon-on-Insulator (RF SOI)-Technologien von GF bieten erhebliche Leistungs-, Integrations- und Flächenvorteile bei Front-End-RF-Lösungen für mobile Geräte und RF-Chips für drahtlose Infrastrukturanwendungen mit hoher Frequenz und Bandbreite. Die fortschrittlichste RF-SOI-Technologie von GF, 7SW SOI, ist für Multiband-RF-Switching in Smartphones der nächsten Generation optimiert und wird die Innovation bei Internet-of-Things-Anwendungen (IoT) vorantreiben.
Die Herausforderungen des Hochfrequenz- und Großsignaldesigns in diesen Anwendungen haben den Bedarf an einem interoperablen Co-Design-Flow erhöht. Die neuen 7SW-SOI-PDKs von GF wurden für die Verwendung mit der EDA-Software Advanced Design System (ADS) von Keysight Technologies entwickelt und ermöglichen es Entwicklern, ihre Designs in ADS mit einer einzigen Si2 OpenAccess-Datenbank zu bearbeiten, ohne dass es zu Störungen kommt.
Die RFIC-Interoperabilität vereinfacht den Entwurfsprozess, indem sie es dem Benutzer ermöglicht, mit einer einzigen Entwurfsdatenbank in ADS zu arbeiten. Dies ermöglicht es dem Benutzer, in ADS erstellte Schaltpläne zu bearbeiten und zu simulieren. Das Gleiche gilt für das Layout, bei dem der Anwender beispielsweise eine IC-Layout-Zellenansicht in ADS öffnen, die Zelle innerhalb eines Gehäuses oder Moduls instanziieren und dann eine elektromagnetische Simulation für das gesamte Design durchführen kann, um dessen Gesamtsystemleistung zu validieren.
"Nachdem wir das erste Co-Design-PDK für unser 5PAe-Silizium-Germanium-Angebot veröffentlicht haben, weiten wir unsere ADS-PDK-Abdeckung nun auf unsere fortschrittlichste RF-SOI-Technologie, 7SW SOI, aus. Unsere 7SW-Plattform mit überlegenen LNAs, Switch-Bauteilen und trap-reichen Substraten bietet verbesserten Geräteempfang, Störungsunterdrückung und Akkulaufzeit für weniger Gesprächsabbrüche und längere Gesprächszeiten", so Peter Rabbeni, Senior Director of RF Product Marketing and Business Development bei GF. "Unsere RF-SOI-Technologie hat sich in der Branche für Anwendungen von Mobilfunk-Frontend-Modulen durchgesetzt, und die neue RFIC-Interoperabilitätsfunktion ermöglicht es uns, unseren 7SW-Kunden mit einem einzigen PDK zusätzliche Design-Flexibilität zu bieten."
"GF-Kunden können jetzt auf die speziellen RF-Design-Flow-Tools von ADS zugreifen, die auf einem OpenAccess-basierten Silizium-PDK basieren", sagte Volker Blaschke, Silicon RFIC Product Marketing Manager, Keysight EEsof EDA. "Die neue Interoperabilitätsfunktion vereinfacht den Designprozess durch die Verwendung einer einzigen OpenAccess-Designdatenbibliothek, wodurch redundante Schritte zur Synchronisierung des Designs in verschiedenen EDA-Umgebungen entfallen."
Weitere Informationen zu den RF SOI-Lösungen von GF erhalten Sie von Ihrem GF-Vertriebsmitarbeiter oder unter www.globalfoundries.com.
Über GF
GF ist der weltweit erste Full-Service-Halbleiterhersteller foundry mit einer wirklich globalen Präsenz. Seit seiner Gründung im März 2009 hat sich das Unternehmen schnell zu einer der größten Foundries der Welt entwickelt und bietet mehr als 250 Kunden eine einzigartige Kombination aus fortschrittlicher Technologie und Fertigung. Mit Niederlassungen in Singapur, Deutschland und den Vereinigten Staaten ist GF die einzige foundry , die die Flexibilität und Sicherheit von Fertigungszentren auf drei Kontinenten bietet. Die 300-mm-Fabriken und 200-mm-Fabriken des Unternehmens bieten das gesamte Spektrum an Prozesstechnologien, vom Mainstream bis zur Spitzenklasse. Diese globale Produktionspräsenz wird durch wichtige Einrichtungen für Forschung, Entwicklung und Design Enablement unterstützt, die sich in der Nähe von Zentren für Halbleiteraktivitäten in den USA, Europa und Asien befinden. GF ist im Besitz der Mubadala Development Company. Weitere Informationen finden Sie unter https://www.globalfoundries.com.
