无障碍联网：需要强大射频解决方案的大趋势 2021 年 4 月 15 日 无摩擦网络、虚拟化和分层人工智能是将改变我们生活和工作方式的三大技术趋势。这篇关于无摩擦网络的文章是研究 GlobalFoundries 解决方案如何助力这些大趋势的系列文章的第一篇。 尽管晶体管在近四分之三个世纪前就已问世，为固态集成电路铺平了道路，并带来了电子革命，但过去两年可能是该行业有史以来最重要的两年。 2019 年，地缘政治紧张局势使全球半导体供应链的优势和弱点成为焦点。由于各种产品都需要可靠的芯片供应，半导体突然成为工业、商业和外交政策的热点。 随后，在 2020 年科维德-19 大流行病的推动下，人们开始比以往任何时候都更加依赖数字基础设施来抗击传染病、远程管理公司、教育学生、社交以及其他许多大大小小的事情，对世界数字基础设施的原始力量的认识也随之提高。 GlobalFoundries (GF) 首席执行官汤姆-考菲尔德（Tom Caulfield）说，自从社会意识到供应链问题和大流行病并非短期危机以来，人们对数字技术的重要性以及数字技术将如何永远改变我们生活的认识不断加深。 "他说："令人惊讶的是，在过去十年中，数字基础设施不仅变得无处不在，而且具有很强的复原力，但在 COVID-19 之前，其全部潜力却几乎没有得到开发。"我们开始想象的不是一种新常态，而是一种更好的常态。这种更好的常态将来自于利用我们无处不在、不断扩展和改进的数字基础设施的能力。....这不仅是我们行业的机遇，也是我们的使命。 因此，GF 认为出现了三个大趋势和一个巨大障碍，Caulfield 说，GF 的解决方案对所有这些趋势都至关重要。首先是无摩擦网络--一种无处不在的 "每周 7 天、每天 24 小时始终在线的无缝、智能和安全连接"--我们将在本博客下面对此进行更深入的探讨。 第二个大趋势是虚拟化的普遍部署。"网络功能虚拟化（NFV）就是一个很好的例子，"Caulfield 说。网络功能虚拟化（NFV）就是一个很好的例子，"Caulfield 说，"网络处理在云中完成，数据从哑型接入点传输到云中进行处理。这将带来巨大的规模优势，类似于我们今天享受的云存储和云计算的价值主张。NFV 大大提高了带宽和速度，而且成本和功耗更低。此外，鉴于虚拟化网络的灵活特性，部署新服务所需的时间和精力也可以大大增加，因为新功能将通过软件推送而不是硬件升级提供给用户。 最后一个大趋势是分层人工智能（AI），即 "无处不在的人工智能"，从设备到传感器，从边缘到云端。"考尔菲德说："数据是新的黄金，但只有当我们能够从原始、非结构化的格式中提取数据，并利用它来获得洞察力、采取行动和做出决策时，它才是矿石。"仅在过去两年中产生的结构化和非结构化数据量就超过了以前产生的所有数据，但我们只使用了所有这些数据的 3%。分层人工智能是从海量非结构化数据中提取价值的关键，它通过解析数据来提取重要信息，然后对其进行压缩，以便更高效地传输到计算和存储中。 虽然每个大趋势都有其自身的障碍和挑战，降低功耗对所有大趋势来说都是一个决定性的问题，但迈向数字化未来的步伐是不可阻挡的。 无摩擦网络即将到来 "我们对未来网络连接的愿景是，你甚至不知道你连接的是什么网络，你的设备会自动找到它、验证它，并优化它的带宽、延迟和其他关键属性，"GF 移动和无线基础设施业务部副总裁兼首席技术官 Peter Gammel 说。"我们之所以称之为无摩擦网络，是因为当我们谈论未来几年无线系统如何利用越来越快的射频和毫米波频谱实现连接时，我们不想纠缠于 5G、6G、Wi-Fi、蓝牙或其他网络协议的细节。 他说："相反，关键在于这一点：他说："无论你以何种方式连接，网络与设备之间的最后一跳总是无线的，这意味着，尽管各种设备中的射频（RF）内容已经出现了爆炸式增长，但这一趋势只会加速。 Gammel 说，依赖无摩擦网络功能的不仅仅是智能手机、平板电脑和个人电脑。在工业 4.0（即智能自动化制造）、物联网 (IoT)、用于健康和保健的可穿戴设备、高级驾驶辅助系统 (ADAS) 等汽车系统以及其他不胜枚举的应用中，各种各样的产品都将需要它来发挥作用。 挑战是巨大的。Gammel 在 2021 年 IEEE 国际可靠性物理研讨会上发表主题演讲时表示，关键网络枢纽的数据流量正在急剧上升，在某些情况下甚至高达 40%，而且在未来几年内，数据流量还会继续增加。"未来的网络将需要极高的容量和数据速率、更高的频谱效率、超低的延迟、更高的可靠性和强大的安全性"。 最佳射频技术将引领未来 这一切都很好，但任何一个在连接网络时遇到过困难的人都可能会想，我们如何才能达到无摩擦的网络状态呢？怎样才能实现这一目标？ "Gammel 说："我在这个行业已经工作了 40 年，衡量成功的标准从未改变：那就是始终保持射频技术的领先地位，而射频技术对于无线通信系统中最关键的前端模块 (FEM) 和功率放大器的性能和功耗至关重要。 他说，为了最大限度地利用可用频谱，我们正在努力使输出功率尽可能接近可靠性极限。这充分发挥了 GF 作为多种不同射频技术（包括 RF-SOI（射频绝缘体上硅）、FD-SOI（全耗尽绝缘体上硅）和 SiGe（硅锗）解决方案）长期领导者的优势。 "Gammel 说："我们的射频 SOI 解决方案是 5G 基站和智能手机中集成 FEM 和波束形成器的首选。"与此同时，由于我们的 22FDX™ FD-SOI 解决方案将射频、模拟、嵌入式存储器和高级逻辑集成在一个芯片中，因此可为数据转换器、低噪声放大器、功率放大器 (PA) 和收发器开关等 FEM 元件的集成提供无与伦比的峰值性能和能效。" 此外，他还表示，GF 的 SiGe 解决方案广泛应用于 Wi-Fi 和蜂窝功率放大器，SiGe 技术为未来网络架构所需的太赫兹频率提供了一条途径。 "最好的还在后面 Gammel 阐述了他认为实现无摩擦网络的其他必要因素。他说："随着行业向太赫兹频率发展，交钥匙组装和测试能力将变得更加重要，因为电路和封装之间的接口对性能的影响变得更加关键。天线是放在封装上还是放在芯片上，最佳配置是什么？ 开放接口是另一项要求。"专有接口协议永远不会成功。他说："开放接口对于建立生态系统至关重要，我们已经在网络基础设施和标准制定活动中看到了这一点。其中一个例子就是 5G 开放无线接入网络（Open RAN）计划。 此外，利用低地轨道（LEO）星座卫星的非地面网络也是向服务不足地区提供连接的关键。"低地轨道星座的商业部署不是科幻小说，而是正在发生的事情。SpaceX公司的Starlink星座就是一个例子。 "Gammel说："要充分利用从100 GHz到1 THz的巨大未开发频谱，还有许多工作要做，还需要许多技术创新，但我们已经取得了巨大进步，最好的还在后面。 本系列的下一篇文章将重点讨论虚拟化大趋势。
关于 "USEP "项目完成的联合新闻发布会 2021年4月14日 为中等规模的公司提供高技术。降低成本，提高创造力 一种新型的传感器平台 "萨克森制造 "使较小的公司也能以低成本开发物联网系统 德累斯顿，2021年4月14日。萨克森州的一组弗劳恩霍夫研究所与Globalfoundries Dresden合作，开发了一个传感器平台，可用于创建可单独配置的物联网和边缘计算解决方案。现在，中小型供应商首次有机会以低成本生产特别强大、节能和高度集成的系统。与独立开发相比，所需时间和开发成本大大降低。 我们如何为机械工程开发一个高度集成的、多通道的传感器解决方案？或者用于建筑自动化的网络化传感器系统？对于中小型企业（SMEs）来说，基于需求、小型化地开发适应个人规格的智能系统是一个复杂而昂贵的项目。他们不能使用现成的电子模块，而是必须自己为选定的客户设计创新的系统解决方案，而且通常是小批量的。 "客户越来越期待用于物联网（IoT）和边缘计算的高度集成的电子原型或小批量生产。然而，如果没有适当的系统架构和生产方法，中等规模的公司很难实现开发投资的回报，"德累斯顿弗劳恩霍夫集成电路研究所IIS开发适应性系统EAS分部负责人Peter Schneider博士说。 支持创新驱动的中型公司 因此，在EAS分部的领导下，一个由萨克森州弗劳恩霍夫研究所和工业界组成的联合体开发了 "通用传感器平台USeP"。它特别使中小企业能够使用各种模块化和可配置的平台元素，并根据模块化原则以最大的灵活性将它们组合起来。"三维传感器平台在软件和硬件方面给了开发者很大的自由度，以便生产面向未来的个性化产品。过去这需要花费六、七位数的欧元，而现在中小企业可以节省高达90%的时间和金钱，"Schneider解释说。由于参与的发展伙伴之间良好而深入的合作，这个引领潮流的项目在短短三年内就得以成功完成。USeP已经掌握了第一个实际测试。在Globalfoundries Dresden和其他五家来自硬件和软件部门的公司的合作中，它是Edge AI试点解决方案的核心。在他们的帮助下，这些公司能够在短短三个月内开发出第一个产品版本（最小可行产品），用于芯片生产中超纯水阀门的预测性维护。 高科技发展的基石 "来自Globalfoundries Dresdentechnology的Axel Preuße博士说："基于GLOBALFOUNDRIES 22FDX ®开发的传感器平台实现了节能和高性能的SoC（片上系统）设计，通过嵌入式MRAM满足苛刻的边缘计算要求。该芯片拥有众多的无线和有线通信接口，并使用一个强大的32位RISC-V处理器，共有9个内核作为中央处理和控制单元。不仅仅是因为它的开放性和灵活性，这种开源的处理器架构是引领潮流的，为安全和可信赖的电子产品提供了理想的基础。该平台独特的系统架构的另一个特点是，最新的组装和封装技术与最新的半导体设计方法和安全组件相结合。由于其灵活的构建模块和相关的软件环境，它能够不费吹灰之力地集成不同的传感器。 作为欧洲地区发展基金（ERDF）的一部分，由萨克森自由州和欧盟支持的研究项目现在已经完成，一个独立的公司已经出现。位于德累斯顿的初创公司Sensry不仅为其客户提供高度集成的传感器电子--在通用传感器平台的帮助下定制模块，而且还可以将USeP开发伙伴的能力传达给感兴趣的中小企业。因此，他们有一个可供支配的供应链，利用它可以有效地实现他们的想法和愿景。概念开发、系统设计、处理器、传感器和数据传输以及模拟和测试您所计划的系统都得到全面和可持续的支持。 除了半导体制造商Globalfoundries Dresden之外，萨克森州的弗劳恩霍夫光子微系统研究所IPMS和电子纳米系统研究所ENAS以及弗劳恩霍夫IZM的全硅系统集成研究所ASSID和弗劳恩霍夫IIS的开发适应系统EAS也参与了通用传感器平台USeP的开发。研究伙伴得到了来自柏林的弗劳恩霍夫IZM、埃尔兰根的弗劳恩霍夫IIS和慕尼黑附近加兴的弗劳恩霍夫AISEC的同事的支持。
GF 推动下一代汽车雷达取得进展 2021年4月2日学术研究人员利用 GlobalFoundries 的技术来提高汽车雷达系统的范围、分辨率和视场角，这是汽车行业的一项关键需求。 作者：加里-达加斯丁 自1999年以来，汽车雷达已经取得了长足的进步，当时梅赛德斯-奔驰公司称其为"教会了汽车去看"。那时，梅赛德斯推出了第一个商业化部署的基于雷达的自适应巡航控制（ACC）系统，即DISTRONIC系统，该系统最初作为特定车型的选项。 当然，如今自动紧急制动系统已成为许多新车的标准配置，但它远非唯一的汽车雷达应用，而且更多的雷达应用还在不断涌现。现代汽车可能会配备多个不同的雷达，用于自动紧急制动、盲点监测、变道辅助和其他高级驾驶辅助系统（ADAS）功能。在不远的将来，雷达功能的增强将带来更复杂的安全系统和更多的自动驾驶汽车。 作为全球领先的半导体制造商之一，GlobalFoundries (GF) 提供功能丰富的解决方案，帮助客户为汽车雷达等高增长细分市场开发无处不在的芯片。GF 用于该应用的一系列平台 - 22FDX™、射频 CMOS 和 SiGe BiCMOS - 具有无与伦比的射频/毫米波性能、出色的数字处理/集成能力和超低功耗运行。这些产品由全面的端到端服务提供支持，可满足汽车行业对性能、可靠性、质量、封装和测试的苛刻要求。 GF 的汽车、工业和多市场（AIM）业务部门是其汽车雷达解决方案以及物联网和工业雷达应用（如交通监控和工厂自动化）的总部。(手机运动感应雷达是 GF 移动和无线基础设施业务部门的重点）。 鉴于汽车雷达的发展和重要性，Foundry Files 采访了 GF 的 AIM 首席技术官 Pirooz Parvarandeh 和他的同事、AIM 的雷达和毫米波系统首席技术官 Farzad Inanlou，讨论了该领域未来的技术要求。 GF满足这些要求的策略包括通过GF的大学合作计划与关键的学术研究人员进行合作。我们最近讲述了这一计划是如何推动6G无线通信技术的发展。现在，为了了解GF的解决方案如何推动汽车雷达的进步，我们还采访了GF的学术伙伴Sorin Voinigescu，他是多伦多大学的教授，也是世界上领先的高频电子专家之一。 范围、分辨率和视野是关键 GF 的 Inanlou 说，测距、分辨率和视场是汽车雷达系统的主要要求，要实现行业目标，就必须在所有方面做出重大改进。"他说："测距，即雷达能看到汽车前方多远的距离，是汽车速度的函数，到本世纪末，我们需要将系统的测距从现在的约 150 米提高到 300 米，以满足拟议中的 ADAS 系统的需求。 "与此同时，我们还需要更高的分辨率来更好地分辨物体，就像激光雷达所做的那样。激光雷达是一种基于光的互补系统，目前可以比雷达更真实地识别物体，但在大雨或大雾等视觉环境恶化的情况下效果不佳。他说："用雷达取代激光雷达是可取的，因为激光雷达技术往往更笨重、功耗更低、成本更高。 "最后，为了在汽车周围建立一个完整的保护区，我们需要有一个大得多的视野，或者说能够从各个方向观察汽车周围的情况。这就需要在整个车内安装多达 10 个不同的雷达。 需要：更高层次的整合 此外，还需要与 CMOS 设备进行更多的集成，以制造出功能更强、极其可靠、高能效和体积小的汽车雷达。 Parvarandeh 说，更高的集成度将带来全新的功能，并为汽车制造商带来新的机遇。"假设你前面的车突然停了下来。他说："除了自动紧急制动之外，下一个技术里程碑是能够环顾四周，计算汽车是否可以绕过它，同时考虑到可用时间以及汽车附近的交通或其他障碍物。"他说："这不仅对安全非常重要，而且还能为汽车制造商提供一项新功能，用来吸引客户。 事实上，最近宣布的GF与一级汽车供应商博世之间的协议说明了高度集成的汽车雷达系统的重要性，博世选择GF作为其开发下一代毫米波（mmWave）汽车雷达系统芯片（SoC）的合作伙伴，部分原因是GF的22FDX射频平台的广泛功能集成能力。 "Parvarandeh 说："目前，汽车雷达的工作频率为 80 千兆赫，高于蜂窝频率，您希望将这些毫米波频率与高性能数字 CMOS 功能放在同一芯片上，因此 22FDX 平台应运而生。 "他说："低功耗运行也至关重要，这不仅是因为能效是可取的，还因为高功率设备会发热，而这些设备在车内的位置对能否有效散热起着重要作用。"热量会影响可靠性，未来我们预计会有更多的电子设备安装在车门和其他很难散热的位置，因此像 22FDX 这样的高能效解决方案是必须的。" 虽然 GF 的 22FDX 解决方案系列已经实现了低功耗下的高性能，但 Inanlou 表示，GF 已经制定了技术路线图，以实现更高的性能、工作频率和集成度，以及 SiGe 技术中尽可能高的 Ft 和 Fmax 性能。 这就是与 Voinigescu 教授和其他人建立合作伙伴关系的原因。"伊南卢说："目前，我们正在与全球八位教授合作，他们正在对下一代雷达进行重要研究。"这些合作非常重要，因为它们为我们的技术提供了整体参考设计和验证点，补充了我们内部团队正在开展的工作，而我们内部团队的毫米波参考设计工作往往是根据行业需求和规范量身定制的。 世界高频电子专家 Voinigescu 教授从 20 世纪 80 年代初就开始接触高频电子技术，当时他还是罗马尼亚理工学院的一名本科生，协助他的教授开发了一个 10 GHz 无线电项目，用于远距离连接计算机。"当时我们使用的是微波波导和分立二极管，而不是集成电路电子器件。我们把这些三米宽的巨大天线安放在建筑物的顶部，用来发射和接收信号，而我似乎总是在上面试图对准它们"。 他继续说："我一直对无线和光纤技术很感兴趣，因为我认为这些技术对我们的生活方式已经并将变得更加必要。事实上，我的看法是，继续在这些领域取得进步就好比遵循摩尔定律，只不过与摩尔定律不同的是，不断进步所带来的技术和经济效益不会终结。 Voinigescu 在多伦多大学获得博士学位后进入北电网络公司工作，在那里他率先为使用 SiGe 等新兴半导体技术制造的无线和宽带光纤收发器采用最先进的建模方法。离开北电网络后，他与他人共同创办了 Quake Technologies Inc. 作为IEEE会员，他获得了许多行业和加拿大的奖项，他在多伦多担任教授近20年，主要研究毫米波和100+Gb/s集成电路，原子级半导体技术，最近还研究了量子计算，他利用22FDX技术在高达200GHz的频率下操纵量子比特。 他有十几名博士生，他们的研究成果赢得了无数赞誉，他的实验室也是学术界设备最齐全的实验室之一，可以测试和鉴定频率高达 750 GHz 的设备和电路。 "没有硅，我们将一事无成 多年来，Voinigescu 一直与 IBM 合作开发 SiGe 技术。几年前，GF 收购了 IBM 的半导体部门后，这种合作关系不仅得以延续，而且还得到了扩展。 值得注意的是，Voinigescu 还与 GF 的 22FDX 平台合作伙伴博世建立了长期合作关系。"他说："我的团队长期与博世的研究小组合作开发用于 80-240 GHz 收发器的 SiGe BiCMOS 器件，这种合作一直持续到今天。 Voinigescu 说，他承担的大多数传感器项目（如汽车雷达应用）的频率范围都在 60-160 GHz 之间，而他现在几乎只使用 22FDX 技术。"他说："FDX 有一个独特的功能，可以让我们做一些否则会非常困难或耗电太多的事情。"事实上，FDX 有一个后栅极，可以让你集成新的功能或提高电路速度，而不会增加功率负担，这就延长了器件的使用寿命，因为热问题较少。 "随着数字化程度的提高，大量的信号处理都必须在一个芯片上完成，因此，如果你采用 22FDX 这样的 CMOS 解决方案，而不是使用砷化镓、InP 或其他技术，你将享受到更多的数字功能和控制、功率优势，并有机会在向更高频率发展的同时保留这些优势"。 他举例说，他正在使用 22FDX 平台开发一种汽车雷达系统。这是一款 80/160 GHz 双极化收发器，与竞争对手的设计相比，性能更好，相位噪声高出 6-10 dB。 "没有硅，我们什么都做不了，"他说。 富有成效的合作伙伴关系 沃伊尼格斯库说，他非常感谢与 GF 在 22FDX 平台上的合作。GF 为他提供了 22FDX 技术以及必要的支持和指导。他和他的学生们针对不同的应用，在超过 100 GHz 的频率下对技术进行鉴定，并与 GF 分享结果。 "他说："要完成这项工作并不容易，但我们已经在 100 GHz 以上的频率验证了我们的模型。"当人们看到我们的工作时，就会发现 22FDX 平台是一项极具吸引力的技术。这对我的研究团队、GlobalFoundries、他们的客户和整个行业来说都是双赢。
与学界合作助力格芯加快奠定6G领先地位 April 1, 2021撰文：Gary Dagastine 早些年，半导体公司的发展方向就是花费大量的资金并投入无数的人力，寻找将半导体器件微缩到更小尺寸的方法，因为微缩可以显著提升性能，从而催生诸多新应用。 但随着最近几十年的半导体行业发展，很多功能强大的技术平台应运而生，我们可以经济高效地为这些平台添加新特性和功能，让它们适应新需求。作为全球知名的特殊工艺半导体制造商，格芯®（GLOBALFOUNDRIES®）提供持续扩展的差异化解决方案，以适应各种不断演进的应用，成为了这种技术发展方法的典范。 格芯公司积极致力于成为6G无线通信技术的领导者。格芯提供了大量的平台和解决方案，不仅已经在要求苛刻的通信应用中得到验证，而且仍有更多潜能有待挖掘。其中包括格芯的22FDX™平台和22FDX+解决方案，以及格芯的RF SOI和SiGe（锗硅）解决方案系列。 它们有望成为迈向下一代6G无线通信技术的路径，而6G技术预计将于十年后首次亮相。 在有关格芯力争获得6G技术领先地位的最新博客中，我们介绍了格芯的大学合作计划。通过大学合作计划，格芯为超过35个大学团队授予技术使用权，这些团队与格芯研发人员在6G等领域开展密切合作。这些合作团队还将分享他们的研究成果，助力为格芯平台添加新的特性和功能，并在技术和学术会议上发布研究成果，探索新的应用可能性，并向学生介绍这些技术，以便学生在日后的职业生涯中熟悉这些技术。 其中一位研究合作伙伴是加利福尼亚大学圣地亚哥分校的特聘教授Gabriel Rebeiz博士。作为通信和国防系统集成相控阵领域的先驱，他指导了一系列研究项目，包括45RFSOI的宽带系统、140GHz相控阵等。 在这篇博客中，我们将重点介绍三位资深大学合作伙伴，他们将介绍各自的研究领域，阐述他们如何使用格芯技术，以及与格芯合作对他们和学生意味着什么。他们有着不同的经历和研究方向，他们与格芯的合作将证明格芯在6G研究方面付出的努力，展示格芯公司的战略和技术如何帮助他们更好、更快、更经济高效地在6G领域取得进步： Friedel Gerfers教授（博士）担任柏林工业大学(TU Berlin)的混合信号电路设计机构的主席，他因在5G/6G通信系统的混合信号电路设计领域的杰出工作而被授予爱因斯坦研究基金奖。爱因斯坦柏林基金会是由地区政府成立的组织，旨在资助尖端科研工作，该基金会为Friedel Gerfers的高频实验室提供了资助。该实验室需要大量经费和人手，是德国仅有的两个能够对D频段（最高170GHz）的电气和光学系统进行全面测试和表征的实验室之一。 Aarno Parssinen教授（博士）在芬兰奥卢大学的无线通信中心(CWC)从事研究工作。Parssinen教授是该校的6G旗舰计划的领军人物，也是总部位于芬兰的全球领先电信和网络公司诺基亚的关键合作者。 Hua Wang教授（博士）担任乔治亚理工学院的电路和系统中心(CCS)的主任。他的团队与很多半导体公司开展了密切合作。Hua Wang教授获得过多项享有盛誉的学术大奖，包括DARPA Director奖。他因为在宽带高能效射频/毫米波电路、新型收发器阵列架构、天线及电子产品协同设计方面的重大贡献而得到业界认可，协同设计对行业研发工作的方向产生了重大影响。 将创意转化为芯片 柏林工业大学的Gerfers教授目前指导15名博士生从事5G/6G架构和解决方案的研究，主要使用22FDX平台，另外还从事高速通信技术方面的研究，例如汽车以太网和光通信。他目前开展的一个项目是全球首个单片集成6G收发器，目的是确定其他哪些技术可与22FDX技术集成在一起以实现10-15GHz带宽，从天线一直到数字位。 他具有在飞利浦、英特尔、Inphi和苹果公司从事企业研究工作的背景，另外还曾在两家初创企业Alvand Technologies和Aquantia工作。他在2015年进入柏林工业大学，同年开始与格芯公司开展合作。他表示，自那之后，他与格芯的成功合作不断增加，无论是在数量还是强度上都是如此。 Gerfers教授表示，对于未来的6G无线通信系统而言，高频应用中的能效和强大性能是亟待满足的关键需求。他说：“我们越来越多地感觉到，在很多与社会和技术相关的领域，微电子都成为一个瓶颈，不仅在德国如此，在全球也是如此。为此，格芯制定的大学合作计划就显得非常重要。这种合作将为微电子技术的持续进步提供关键助力，让我们能够使用所需的先进技术，将创意和创新转化为芯片。 此外，22FDX技术的出色性能和特性可以满足很多应用领域的需求。我们使用这种技术来开发高带宽收发器，很少有平面晶体管能够达到目标能效，同时保持严格的噪声和相位噪声预算。我们相信22FDX技术有潜力在250GHz以上的频带中得到使用，因而它非常适合我们希望实现的技术和应用。例如，德国汽车制造商使用了基于FDX的集成电路，不仅因为它们具有高能效的优点，也因为该技术足够强大，能够满足严格的汽车要求。” Gerfers教授还指出，对于学生而言，与FinFET相比，基于FDX的电路设计和布局更加简单，如果没有大学合作计划，“我们仍在使用28nm甚至更老节点的平面晶体管，无法证明我们的电路解决方案的能效。” 在学术界和产业界之间搭建桥梁 芬兰在移动通信开发领域创造了悠久辉煌的历史。1991年，GSM（2G标准）在芬兰开发并首次部署；通信行业巨头诺基亚公司总部位于芬兰；2018年，作为全球第一个且规模最大的6G研究项目，6G旗舰计划在芬兰启动。 奥卢大学的Parssinen教授表示，学术界与产业界的合作对于技术的持续进步是不可或缺的。他说：“在芬兰，学术界从一开始就致力于推动通信行业崛起。我们的角色一直是在传统学术研究和企业产品开发工作之间搭建桥梁，我们参与了2G、3G和4G的核心研究，并正在帮助全世界实现5G。 现在，我们在奥卢大学围绕6G技术制定了宏伟计划。事实上，5G才刚开始启动，我们将来还要应对诸多挑战。但是，我们现在就必须进行长远规划，因为无论花费多少时间进行基础研究，要让知识能够被产业有效利用，花费的时间还要更长。大学的任务就是着眼于未来，尝试做我们还不知道怎么做的事情。这才是科学的真正目的。” Parssinen教授的专业领域是应用于5G和未来通信网络的蜂窝通信电路及收发器。在研究生院，他领导团队开发了首个单芯片上的3G电路，后来还成为蓝牙低能耗技术标准的主要贡献者之一。他在诺基亚研究中心工作10年，成为该公司首席执行官技术委员会的成员，另外还曾在瑞萨电子和博通担任关键技术开发角色。 在奥卢大学，他领导着大约20人的团队，成员包括博士生和其他教授，他们试图了解未来的应用需求，并且开发电路和系统来满足这些需求。他们的研究领域涵盖相控阵、天线设计、高效波束成形和其他相关主题。该团队还在设计先进的实验室，旨在测量无线电系统的空中传输性能。 他说：“我们使用了格芯的22FDX和45RFSOI技术，两者之间的差异非常微妙。22FDX技术的集成功能非常出色，我们仍然在了解它的功能，这意味着对于从事集成电路设计的学生而言，能够使用这种技术是一种独特的优势。这些年来，我们使用了很多45RFSOI技术，由于我们在这种技术方面的经验更加丰富，我们将它用于较大的芯片。” “我们与格芯合作的主要优势是可以使用他们的芯片，自由地探索创意，通过大学合作计划，我们能够与同样处于前沿的其他教授分享我们的工作，真的是很棒。”他继续说道，“某种意义上，我们也在与他们竞争，但我们的工作可以从他们的知识和互动中受益。” 未来无线通信的理想系统 乔治亚理工学院的电路和系统中心(CCS)致力于开发面向通信、雷达和医疗保健应用的高频电子产品，Hua Wang教授担任该中心的主任，同时他也是格芯的合作伙伴。乔治亚理工学院CCS中心有8名核心教员、90多名博士生、12位博士后学者。 Hua Wang教授自2012年以来一直在乔治亚理工学院任职，此前曾在英特尔和Skyworks Solutions工作，负责毫米波电路和系统的新型解决方案开发，以及低成本蜂窝前端模块(FEM)的开发。 在乔治亚理工学院CCS中心，他的研究重点包括适用于Beyond 5G和6G通信和传感的射频/毫米波/THz集成电路及系统。其他与无线相关的研究主题包括：天线/电子产品协同设计；功率放大器；人工智能(AI)辅助的自适应射频/毫米波电路和MIMO系统。CCS中心的研究领域非常广泛，涵盖高性能计算、低温电子学、生物电子学和生物传感器、物理层安全、基于人工智能的设计自动化。 他说：“我们的研究侧重于无线电路/系统设计创新，特别是射频/毫米波FEM电子产品的输出功率、带宽和重新配置。它们对于5G和未来通信技术非常重要，因为频率越高，信号路径损失越大，为了克服这种损失，每个电路元件必须具备更强大的功能。另外，由于这些毫米波系统采用阵列形式，热管理变得非常困难，能效也变得极为重要。” 他说：“对于未来的无线通信，鉴于复杂的高频谱效率调制的使用日益增加，我们的头等大事是寻找以高数据速率来传输和接收信息的方法，实现非常高的线性度。” Hua Wang教授表示，市场对天线/电路协同设计的需求日益增加，因为在高频率下波长更短，而且它们现在已经达到了与平面电子电路相同的水平。“这为功率组合、滤波、降噪甚至STAR通信带来了很多可能，虽然这些技术都直接属于天线技术领域，但我们应该全面考虑到所有因素。”他谈到，“例如，我们现在真的有机会重新构建无线前端系统，考虑分布式电子和辐射结构如何结合使用来调制、发射和接收复杂的电磁信号。我们可以研究它们在通信、成像和传感领域的用途。但这里的很多创新必须依赖于不同抽象层上的协同设计，并且利用不同领域的知识。在封装层面上，协同设计也非常重要，关于应该将天线放在封装上，还是放在芯片上，这是一个需要考虑的问题。” Hua Wang教授表示，格芯的技术平台在这方面提供了诸多优势。他说：“45RFSOI平台在衬底上有很高的电阻，可以使用它开发高效的毫米波前端电路和天线。对于5G，我们一直在使用它和22FDX平台，因为它们非常适合高频毫米波应用。此外，根据各种研究，我们还看到了SiGe器件的发展前景，这些研究表明，作为晶体管速度的衡量指标，它们的Fmax值可以提升到700GHz甚至更高，这种技术有助于实现高良率和高效制造。” Hua Wang教授指出，对于未来的高频无线系统而言，速度是唯一的关键要求。另外还必须能够在未知或动态环境中应对信号复杂性，同时保持低延迟，这些也非常重要。 他说：“理想的系统应该将先进的SiGe器件与高性能的CMOS技术集成在一起，帮助实现下一代无线电子产品所需的配置。幸运的是，我和学生可以使用这些技术，这要归功于格芯。”
学术合作加强并加速通用电气在 6G 领域的领先地位 2021 年 4 月 1 日 作者：加里-达加斯丁 在较早的时代，半导体公司的发展方向是花费巨资和数不清的时间来寻找将半导体器件缩小到更小尺寸的方法，因为缩小尺寸可以大幅提高性能，从而开辟许多新的应用领域。 但是，随着近几十年来半导体行业的不断进步，许多技术平台已经相当强大，而且可以经济高效地添加新特性和功能，以适应新的要求。作为世界领先的特种半导体制造商，GlobalFoundries（GF）为不断发展的应用提供不断扩大的差异化解决方案，是这种技术开发方法的典范。 这一点在公司力争成为 6G 无线通信技术领导者的过程中体现得淋漓尽致。GF 提供的一系列平台和解决方案不仅已在要求最苛刻的通信应用中得到验证，而且其全部潜力仍有待开发。它们包括 GF 的 22FDX™ 平台和 22FDX+ 解决方案，以及 GF 的射频 SOI 和 SiGe（硅锗）解决方案系列。 它们是通向下一代无线通信技术--6G--的令人信服的途径，预计将在本十年末首次亮相。 在我们最近关于 GF 推动 6G 技术领先地位的博客中，我们介绍了该公司的大学合作计划。通过该计划，GF 向超过 35 个大学团队提供技术，这些团队与 GF 的研发人员在 6G 等多个领域开展合作。这些团队与 GF 的研发人员在 6G 等多个领域开展合作，分享他们的研究成果，从而为 GF 平台增加新的特性和功能提供支持，在技术和学术会议上发表研究成果，发现新的应用可能性，并向学生介绍这些技术，让他们在职业生涯中熟悉这些技术。 我们介绍了我们的研究合作伙伴之一、加州大学圣迭戈分校特聘教授 Gabriel Rebeiz 博士。他是通信和防御系统集成相控阵的先驱，指导着从 45RFSOI 宽带系统到 140GHz 相控阵等一系列广泛的研究项目。 在本博客中，我们将重点介绍另外三家知名大学合作伙伴，他们将向我们介绍他们的研究、如何使用 GF 的技术以及与 GF 合作对他们及其学生的意义。他们的不同经历和研究兴趣将说明 GF 对 6G 的承诺，并展示公司的战略和技术如何帮助实现 6G 的进步，而且比其他方式更好、更快、更具成本效益： Friedel Gerfers 博士是柏林工业大学（TU Berlin）混合信号电路设计系主任，他获得了爱因斯坦奖学金，以从事 5G/6G 通信系统混合信号电路设计领域的工作。柏林爱因斯坦基金会（Einstein Foundation Berlin）由地区政府成立，旨在资助前沿科学和研究，该基金会为他的成本和人员密集型高频实验室提供资金，该实验室是德国仅有的两家有能力全面测试和鉴定高达 D 波段（高达 170GHz）的电气和光学系统的实验室之一。 Aarno Parssinen 教授是芬兰奥卢大学无线通信中心 (CWC) 的博士。Parssinen 教授是该大学 6G 旗舰计划的主要人物，也是世界领先的电信和网络公司之一、总部位于芬兰的诺基亚公司的重要合作者。 王华教授（Hua Wang）博士是佐治亚理工学院电路与系统中心（CCS）主任。他的团队一直与许多半导体公司密切合作。王教授曾获得多个极具声望的学术奖项，包括 DARPA 主任奖学金。他在宽带高能效射频/毫米波电路、新型收发器阵列架构和天线电子学协同设计方面的贡献得到了广泛认可，对业界研发活动的方向产生了重大影响。 将创意转化为硅 Gerfers 教授目前在柏林工业大学指导 15 名博士生研究 5G/6G 架构和解决方案，主要使用 22FDX 平台，同时还从事高速通信技术的研究，如汽车以太网和光通信。目前的一个项目是研究世界上第一个单片集成的 6G 收发器，目的是确定还有哪些技术可以与 22FDX 技术相结合，以实现从天线到数字位的 10-15GHz 带宽。 他曾在飞利浦、英特尔、Inphi 和苹果公司从事企业研究工作，并曾在 Alvand Technologies 和 Aquantia 两家初创公司任职。他于2015年加入柏林工业大学，同年开始与GF合作。他说，从那时起，与GF的成功合作在数量和强度上都有了增长。 Gerfers 教授说，高频应用中的能效和强大性能是未来 6G 无线通信系统尚未满足的关键需求。"不仅在德国，在全球范围内，微电子技术正日益成为许多社会和技术相关领域的瓶颈。这就是 GlobalFoundries 所设立的项目如此重要的原因。他说："这是推动微电子技术不断进步的关键因素，因为它让我们有机会获得将我们的想法和创新转化为硅片所需的尖端技术。 "此外，22FDX 技术的卓越性能和特点也为我们提供了广阔的应用空间。我们用它来制造高带宽收发器，很少有平面晶体管能在实现目标功率效率的同时保持严格的噪声和相位噪声预算。我们相信，22FDX 技术的应用潜力远远超过 250GHz，因此是我们的技术和应用的最佳选择。此外，例如德国汽车制造商正在使用基于 FDX 的集成电路，这不仅是因为它们具有高能效，还因为该技术足以满足严格的汽车要求。 Gerfers教授还指出，与FinFET相比，基于FDX的电路更简单，学生更容易设计和布局，如果没有大学合作计划，"我们就只能使用28纳米甚至更老节点的平面晶体管，实际上不可能证明我们电路解决方案的功率效率"。 缩小学术界与产业界之间的差距 芬兰在移动通信发展方面拥有悠久而辉煌的历史。1991年，GSM（2G标准）在芬兰开发并首次部署；业界巨头诺基亚的总部就设在芬兰；2018年，全球最早、规模最大的6G研究项目之一--6G旗舰计划也在芬兰启动。 奥卢大学的 Parssinen 教授说，学术界与产业界的合作是持续进步的必要条件。"在芬兰，我们学术界从一开始就在帮助推动这一崛起的产业。他说："我们的角色一直是传统学术研究与企业产品开发活动之间的桥梁，我们一直处于2G、3G和4G的核心位置，现在我们正在帮助全球实施5G。 "现在，我们在奥卢围绕 6G 技术建立了一个实质性项目。诚然，5G才刚刚开始启动，随之而来的还有许多挑战，我们正在努力应对。但是，现在是向前看的时候了，因为无论基础研究需要多长时间，要将这些知识应用到产业界能够有效使用的地步，则需要更长的时间，"他说。"大学的任务就是向前看，尝试做我们还不知道如何做的事情。这正是科学的目的所在。 Parssinen 教授的专业领域是蜂窝电路和收发器，直至 5G 及更高阶段。研究生期间，他领导的团队在单个芯片上生产出第一个 3G 电路，后来他成为蓝牙 LE（低能耗）标准的贡献者之一。他在诺基亚研究中心工作了 10 年，是该公司首席执行官技术委员会成员，还曾在瑞萨和博通公司担任关键技术开发职务。 在奥卢，他领导着一个由博士生和其他教授组成的约20人团队，致力于了解未来的应用需求，并开发相应的电路和系统。他们的研究涵盖相控阵、天线设计、高效波束成形和其他相关课题。该团队还在开发一个先进的实验室，用于测量无线电系统的空中性能。 "我们使用 GlobalFoundries 的 22FDX 和 45RFSOI 技术，这两种技术之间的差异非常吸引人。他说："22FDX 技术的集成能力更胜一筹，而且我们仍在学习它的功能，这意味着对于我们从事集成电路设计的学生来说，有机会使用它是一种独特的优势。"多年来，我们使用了大量的 45RFSOI 技术，因为我们对它有更多的经验，所以我们将它用于我们的大型芯片"。 "他说："我们与 GlobalFoundries 建立合作关系的主要优势在于，我们有机会接触到硅片，并且可以自由地探索创新理念，能够通过该计划与其他同样处于领先地位的教授分享我们的工作成果，这真是太好了。"从某种意义上说，我们是在与他们竞争，但我们的工作也受益于他们的知识和互动"。 未来无线梦想系统 佐治亚理工学院电路与系统中心（CCS）主任、GF 合作伙伴王华教授（Ph.D. Hua Wang）表示，该中心是佐治亚理工学院开发用于通信、雷达和医疗保健应用的高频电子技术的核心。 王教授于 2012 年加入佐治亚理工学院，在加入学术界之前，他曾在英特尔和 Skyworks Solutions 工作，领导毫米波电路和系统以及低成本蜂窝前端模块 (FEM) 的新型解决方案的开发。 GT CCS 中心的工作重点包括为 5G 和 6G 以外的通信和传感探索射频/毫米波/THz 集成电路和系统。其他无线相关研究课题包括天线/电子协同设计、功率放大器、人工智能（AI）辅助自适应射频/毫米波电路和多输入多输出系统。该中心还在高性能计算、低温电子学、生物电子学和生物传感器、物理层安全以及基于人工智能的设计自动化等领域开展了广泛的研究。 "他说："我们正广泛关注无线电路/系统设计的创新，特别是推动输出功率、带宽和射频/毫米波 FEM 电子元件的重新配置。他说："所有这些对于 5G 及其他技术都非常重要，因为频率越高，信号路径损耗就越大，为了克服这一问题，每个电路元件都需要更加强大。此外，由于更多的毫米波系统将采用阵列，因此热量管理变得非常困难，能效从来没有像现在这样至关重要。" "他说："对于未来的无线通信来说，我们的当务之急是找到最佳方法，在越来越多地使用复杂的光谱高效调制的情况下，以高线性度传输和接收海量数据信息。 王教授说，天线/电路协同设计的需求也在不断增长，因为频率越高，波长就越短，现在已经达到了与平面电子电路相同的尺寸。"他说："这为直接在天线域进行功率组合、滤波、噪声消除，甚至 STAR 通信提供了引人入胜的可能性，但一切都必须综合考虑。"例如，现在我们确实有机会重新构建无线前端系统，考虑分布式电子器件和辐射结构如何共同调制、发射和接收复杂的电磁信号。我们还可以探索它们在通信、成像和传感方面的应用。但是，这里的许多创新必须依赖于不同抽象层次的不同领域知识的协同设计。在封装层面，协同设计也很重要--把天线放在封装上，还是放在芯片上，这是一个问题"。 王教授说，GF 的技术平台在这方面具有很多优势。"45RFSOI平台的基板电阻率很高，可以用来制造高效的毫米波前端电路和天线。对于 5G，我们一直在使用它和 22FDX 平台，因为它们非常适合高毫米波应用。此外，我们还看到了 SiGe 器件的发展前景，各种研究表明，其 Fmax（衡量晶体管速度的指标）可被推至 700GHz 及以上，而且该技术适合高产量和高效制造。 王教授提醒说，速度只是未来高频无线系统的一个关键要求。在未知或动态环境中以低延迟处理复杂信号的能力同样重要。 "我梦想中的系统将集成先进的 SiGe 器件和高性能 CMOS 技术，帮助我实现下一代无线电子器件所需的配置。幸运的是，GlobalFoundries 为我和我的学生提供了这两种技术。
反思 GLOBALFOUNDRIES 的妇女历史月 2021 年 3 月 31 日作者：Emma Cheer GlobalFoundries 全球多元化、公平与包容性领导者 妇女历史月在 GlobalFoundries (GF) 是一个激励和赋权的时刻，我们全球各地的同事都参加了庆祝活动。我想与大家分享一下 GF 在整个三月举办的众多妇女历史月活动和计划中的一些亮点。 国际妇女节（IWD）为这个月拉开了序幕。GF 参加国际妇女节已有数年，每年的活动都围绕着展示 GF 对妇女的承诺和庆祝妇女的成就展开。 今年国际妇女节的主题是 "选择挑战"，全球各地的全球基金会同事参与了一项摄影活动，承诺支持并分享他们个人将如何挑战自己和他人，挑战性别偏见和不平等。 我们的 GlobalWomen 员工资源小组在全球各地举办了虚拟的国际妇女节庆祝活动。作为庆祝活动的一部分，GF 董事会成员格伦达-多查克（Glenda Dorchak）与首席执行官汤姆-考尔菲德（Tom Caulfield）进行了一次炉边谈话。他们讨论了领导力问题，格伦达分享了她非凡的职业生涯故事，他们还谈到了公司拥抱多样性和包容性的必要性，以及其他许多话题。 以下是他们谈话的两个片段： 本月，我们还推出了一个视频活动，由 GF 各部门的女性领导讨论她们作为女性在半导体行业的经历。除了慷慨分享她们的观点和见解外，这些女性领导者还强调了 "选择挑战 "对她们的意义。以下是其中一些精彩视频的节选： 在 "妇女历史月 "结束之际，GF 与合作伙伴Fairygodboss（美国最大的女性职业社区）合作制作了一期特别播客和网络研讨会。GF 高级副总裁兼首席人力资源官艾米丽-赖利（Emily Reilly）与 Fairygodboss 总裁兼联合创始人罗米-纽曼（Romy Newman）在 Fairygodboss 广播节目中进行了虚拟对话。该系列播客专门与有成就的女性专业人士对话，讨论人生经验以及女性如何相互支持、推动变革和打破玻璃天花板。 点击此处收听全集。 作为播客的后续活动，艾米丽在一次虚拟活动中接待了罗米，来自世界各地的 GF 员工参加了这次活动。活动包括罗米的演讲和员工向艾米丽和罗米提问的问答环节。 除了在公司内部增强女性的能力，我们还致力于采取行动，帮助我们所在社区和世界各地的女性。在妇女历史月期间，GF 与 GlobalGives 慈善计划合作，选择重点关注并匹配员工对几个致力于妇女事业的非营利组织的捐款--从提高女性在企业中的领导地位，到激励女孩从事科学、技术、工程和数学领域的职业，再到其他性别平等工作。 必须指出的是，上述努力是通过 GF 的多元化和包容性团队与公司最大的员工资源团体 GlobalWomen 之间的合作实现的。GlobalWomen 成立于 2013 年，现已发展成为一个由全球 1,500 多名 GF 员工组成的蓬勃发展的网络。 在 GF，我们继续加倍努力，致力于提高我们团队以及整个半导体行业的代表性。我们正在对多元化和包容性进行投资。这不仅是正确的做法，而且我们知道我们的成功取决于此。 在 GF，我们的核心价值观之一是 "拥抱"--它提醒我们包容、同情和尊重的文化所带来的力量。我们的公司及其文化是每一位员工的总和。我们是ONEGF，我们面前的道路比以往任何时候都更加多元化、更加包容、更加成功。
与 GF 发明大师沈严平的问答 2021 年 3 月 29 日 在 GlobalFoundries，"发明大师 "的称号只授予拥有至少 20 项美国专利，并在技术成就和知识产权 (IP) 资产创造方面拥有良好记录的同事。 该计划是一个强大的平台，既能表彰多产的员工，又能激励其他可能一直在考虑将自己的发明提交申请专利的员工。 除了激励和指导同事，发明大师还担任顾问，是 GF 技术领导人和法律团队在一系列技术、战略和知识产权主题方面的资源。 我们采访了 GF 马耳他团队的发明大师沈燕萍，了解发明的过程，近距离感受 GF 的创新精神。 问：Yan Ping，请简要介绍一下你自己。 Yan Ping：我目前是集成团队的高级技术人员。我已经在 GlobalFoundries 工作了 16 年。 我于2005年在新加坡加入GF。我到德累斯顿接受了为期一年的培训，然后于2011年来到马耳他。加入 GF 后，我一直从事流程集成工作。 当您发现自己成为发明大师时，您有什么感觉？ 能成为发明大师之一是我的荣幸！这无疑会激励我更加努力地工作。 专利在您的职业生涯中扮演什么角色？ 它是如何改变你的？ 我的技术领导力。它激励我更多地思考，产生更多的想法。我还是 GF FinFET 专利开发委员会的专利审查员。 自加入以来，我一直在思考提交者为何以及如何提出这些想法。 不同的人有不同的绝妙想法来解决同一个问题。 你是如何想到创意的？ 我积极参与与其他发明家的讨论，思考替代技术解决方案。我们发现问题，并组成一个团队讨论替代解决方案。 您认为成为发明家的关键要素是什么？ 有新颖的想法，愿意与同行发明家积极讨论，鼓励他人参与讨论。每个人都需要参与。经验丰富的发明家可以鼓励后辈也参与进来。 您对新发明家有什么建议？ 无论你的职业生涯处于哪个阶段，都不要害怕大声说话，缺乏经验并不意味着什么。 无论如何都要参与其中。积极参与讨论。此外，多做文章研究，尝试解决问题，也会有所帮助。 在不提交专利申请或审查专利的时候，您的业余爱好是什么？ 我喜欢跑马拉松。 我每天都在训练，期待着能再次参加马拉松比赛。
22FDX 技术为增强现实带来真正变革 2021 年 3 月 25 日GF 与 Compound Photonics 之间的战略合作伙伴关系将带来功能更强、体积更小、重量更轻、能效更高的 AR/MR 眼镜。 作者：加里-达加斯丁 增强现实和混合现实（AR/MR）技术正处于一个历史性的拐点，而 GLOBALFOUNDRIES（GF）和Compound Photonics（CP，又称 CP Display）最近宣布的战略合作伙伴关系正在推动这一技术向前发展。 两家公司将携手改变近眼微型显示器的工作原理，而近眼微型显示器是 AR/MR 系统的核心。CP 的 IntelliPix™ 平台将采用 GF 同类最佳的 22FDX™ 半导体解决方案制造，从而打造出全球首款实时 AR/MR 专用单芯片微型显示器，像素可小至 2.5µm。它将成为业界最先进的光调制无关背板/视频管道，能够跨越从当前振幅硅基液晶（LCoS）到微LED 再到全息的路线图，同时提供实时 AR/MR 系统所需的性能。 这种可扩展、灵活的单芯片解决方案将支持 CP 现有的 LCoS 技术以及 CP 即将推出的 microLED 显示技术。 IntelliPix 的理念是只打开需要激活的像素，以呈现所需的图像，而不是不断刷新显示屏中的所有像素。这不仅可以节省非活动像素区域的电能，还能获得更高的图像质量和亮度、更快的刷新率，最终使 AR 眼镜具有更先进的功能和性能、更小更轻的外形以及更长的单次充电时间。 IntelliPix 架构集成了 CP 专有的视频管道，可对头部运动和其他环境条件做出实时补偿；软件可编程背板可动态控制像素；驱动电路可提供必要的电力。到目前为止，这需要多个芯片，但下一代 AR 眼镜需要更简单、性能更高、体积更小、功耗更低的单芯片设计。 自然的选择 "GF 工业和多市场副总裁 Ed Kaste 表示："GF 业界领先的 22FDX 解决方案是一个理所当然的选择，原因有很多。"其超低功耗能力是一大优势，但这仅仅是开始。与其他平面技术相比，22FDX 技术具有更高的 SRAM 密度，而 SRAM 密度与像素密度直接相关，这使得 IntelliPix 能够显著缩小像素尺寸。这就产生了一种高性能、高集成度的解决方案，有助于实现更时尚、更轻巧的 AR 眼镜。此外，在利用体偏压控制的同时，开启和关闭像素的能力也带来了更好的开启和关闭状态，因此，当像素开启时，它更亮，而当它关闭时，它真的关闭了，从而进一步节省了功耗并降低了热效应。" 22FDX 技术的自适应体偏压 (ABB) 功能使设计人员在微调电路晶体管阈值电压时的精度大大提高，从而能更有效地优化芯片的性能、能效、面积和可靠性，满足特定应用的需求。 "22FDX 技术还使 CP 能够轻松地将客户特有的知识产权 (IP) 集成到设计中，以及集成到某些微型显示器架构所需的更高电压器件中。Kaste 表示："我们现有的参考设计和生态系统资源使这一开发过程的挑战性远远低于其他技术。 预计将在今年年底前出带，并于 2022 年第一季度向 CP 的客户交付样品。 从大自然中汲取的经验教训 自 2016 年以来，CP 利用其在 LCoS 显示和先进电子驱动架构方面的丰富 IP 组合，开始将微型显示器的开发重点放在 AR/MR 和抬头显示器领域。基于其当前一代平台，CP 的显示器与其他显示器供应商相比，以最小像素间距、最高光学效率、最低显示延迟和最高帧速率性能而闻名业界。 "CP 的联席首席执行官 Edmund Passon 说："当时，我们拥有业内最好的微型显示器子系统--光调制器、背板和驱动器，这对我们的发展很有帮助。"但最近，我开始思考我们的光学系统是如何在我们直接馈入的情况下发挥作用的。他说："来自视网膜的光学信号被分成多个通道，并在到达大脑之前在视网膜上进行预处理，这种处理类似于压缩，无需重新发送大脑已经接收到的信息。"我意识到，要达到我们为下一代 AR/MR 眼镜所追求的性能，我们需要反向进行类似的处理，以减少带宽和相关功耗，同时保持性能。它允许我们只发送正在变化的数据，同时为活动对象/像素提供高性能，而且功耗尽可能低。 他说，IntelliPix 架构功能集在 SOC 和显示子系统之间进行分区处理。建立兼容渲染流水线的 CP 客户可以充分利用该功能集，对实时 AR/MR 系统进行全面优化。但是，CP 最初采用的 28 纳米半导体技术无法满足 IntelliPix 使用智能像素的突破性设计，而 22FDX 技术可以实现这一目标。 "我们目前的多芯片背板架构包括一个对带宽要求极高的单比特像素。我们的工作始于 28nm 工艺，但要实现所需的像素尺寸和智能像素下 IntelliPix 所需的逻辑数量，我们需要 GF 的 22FDX 解决方案，因为它具有同类最佳的高性能、能效和广泛的功能集成能力，"Passon 说。"此外，展望未来，虽然我们现在的像素尺寸是 3.015µm，但我们发现 IntelliPix 架构将使我们能够根据功能集将像素尺寸缩小到 2.5µm。这就为设计基于 microLED 的显示屏提供了可能性，这种显示屏采用类似于贝叶的像素网格，可支持更少的所需像素，而在微型显示屏和 SOC 视频流水线/渲染之间进行适当分区，将能实现最佳的功耗/性能平衡。因此，任何单芯片解决方案的可扩展性都至关重要，而 22FDX 技术正好符合这一要求。 独特的合作伙伴关系 GF 可穿戴设备、智能家居和机器视觉产品经理 Ran (Ruby) Yan 说："我们选择与 CP 合作，不仅因为他们在硬件和软件方面都具有技术创新，还因为他们作为一家公司已经存在了很长时间，并通过广泛的企业关系网络证明了他们所提供产品的价值。 "她说："我们特别喜欢 CP 的一点是，他们总是以最困难的挑战为目标，参与这样的努力令人兴奋和有成就感，这不仅能带来工业进步，还能给我们的日常生活带来重大的积极变化。 Yan表示，GF在显示驱动器方面拥有丰富的经验，无论是与背板集成还是作为独立的集成电路，其应用领域包括智能手机、汽车和医疗设备。"她说："我们正在使用基线 22FDX 平台开展这项工作，这也是我们现有工作的延伸。"例如，所需的定制将影响生产线的后端工艺，为光互连增加一些独特的功能。" 显示器的未来 卡斯特说，显示器整体上是 GF 的重点关注对象，因为它们横跨公司所有业务部门，应用数量不断增长。他问 CP 的 Passon，他认为 22FDX 技术能为 AR/MR 眼镜以外的应用带来什么。 "这是一个很好的问题，"Passon 说。"自从我们开始使用 22FDX 技术以来，新的想法似乎层出不穷。例如，我们可以看到如何利用 22FDX 技术制造性能更高的电视墙。LED 的尺寸有很大不同，但它们的维护和喂养是一样的，都能达到 IntelliPix 所能提供的最高占空比 - 您可以将任意数量的显示块组合在一起，制作出任意尺寸的电视墙。 "此外，多年来我们在全息技术方面做了大量工作，IntelliPix 平台和 22FDX 技术的高性能功能在这方面发挥了很好的作用。"我们认为，在汽车 AR 抬头显示器中，将全息物体置于三维空间中以提高驾驶员的意识和反应能力是一个绝佳的机会。事实上，考虑到当前计算机生成全息图（CGH）所需的计算/功率，汽车行业在短期内对全息应用尤其具有吸引力。CGH 算法领域的工作正显示出降低这一功耗的前景，IntelliPix 将随时准备与这些系统轻松集成，以生成最高保真度的全息图。 Passon 表示，虽然未来蕴含着许多令人兴奋的新机遇，但要实现这一目标，整个行业仍必须克服技术挑战。"要使基于 microLED 的显示器在技术和经济上真正实用化，业界必须想方设法将目前用于制造的像素化外延制造工艺商业化。同时，对于全息技术，我们必须找到降低所需计算能力的方法，"他说。 尽管如此，AR/MR 技术目前正处于重大变革的边缘，而 CP 和 GF 之间的合作在实现这一变革中发挥着关键作用。
22FDX技术为增强现实带来真正的改变 March 25, 2021格芯与Compound Photonics之间展开战略合，使AR/MR眼镜变得功能更强大、体积更小、重量更轻，并且能效更高。 撰文：Gary Dagastine 增强现实和混合现实（AR/MR）技术正处在一个关键转折点，为推动该技术向前发展，格芯®（GLOBALFOUNDRIES®）与Compound Photonics（CP，又称CP Display）最近宣布达成了战略合作关系。 双方将携手变革AR/MR系统的核心技术——近眼微显示方式。CP的IntelliPix™平台将采用格芯出色的22FDX™半导体解决方案进行生产，以打造业界首款实时AR/MR专用单芯片微显示器，最小像素可达2.5µm。最终将得到光调制不限的业界先进背板/视频管道，技术路线图覆盖当前的振幅硅基液晶显示芯片（LCoS）、microLED，乃至全息技术，同时能够为实时AR/MR系统提供所需的性能。 该单芯片解决方案兼具可扩展性和灵活性，支持CP现有的LCoS技术以及即将推出的microLED显示技术。 IntelliPix的设计理念是，仅开启渲染目标图像所需激活的像素，而不是持续刷新显示器中的所有像素。这样不仅可在非活跃像素区域节省功耗，还可以提高图像质量和亮度，加快刷新率，最终使得AR眼镜变得功能更先进、性能更出色、体积更小、重量更轻，并且单次充电工作时间更长。 IntelliPix架构集成CP专有的视频管道，可响应头部运动和其他环境条件，进行实时补偿；背板具有软件可编程功能，用于进行动态像素控制；驱动器电路用来提供必要的功率。到目前为止，该实现仍需要多个芯片，但下一代AR眼镜要求采用更简单、性能更高、尺寸更小且功耗更低的单芯片设计。 水到渠成的选择 格芯工业和多市场业务部副总裁Ed Kaste表示：“格芯业界领先的22FDX解决方案是水到渠成的选择，理由有很多。超低功耗能力是其一个主要的优势，但这只是个开始。22FDX技术具有比其他平面技术更高的SRAM密度，而SRAM密度与像素密度直接相关，因此IntelliPix能够显著缩小像素尺寸。这样可以打造出高性能、高度集成的解决方案，有助于使AR眼镜更小巧、更轻便。此外，由于能够在充分利用体偏置控制的同时，开启和关闭像素，因此可实现更好的导通和关断状态，即像素开启时变得更亮，而像素关闭时会真正进入关断状态，从而进一步节省功耗并降低热效应。” 22FDX技术的自适应体偏置（ABB）功能使设计人员在微调电路的晶体管阈值电压时获得更高的精度，更有效地优化芯片的性能、能效、面积和可靠性，以满足特定应用的需求。 Kaste表示：“22FDX技术还使CP能够轻松地将其客户专有的IP集成到设计中，以及某些微显示架构所需的高压器件中。我们现有的参考设计和生态系统资源使得该开发过程的挑战性远低于其他技术。” 预计将于今年年末流片，样品将于2022年第一季度交付CP的客户。 从实践中自然汲取的经验 自2016年开始，CP利用其在LCoS显示器和先进电子驱动架构中的丰富IP组合，将其微显示器的研发重点放到AR/MR和平视显示器上。与其他显示器供应商相比，CP基于当前一代平台的显示器已经因其具有最小像素间距、最高光学效率、最低显示延迟和最高帧率性能而在业内享有盛誉。 CP联合首席执行官Edmund Passon表示：“我们拥有当时业界最出色的微显示器子系统（光调制器、背板和驱动器），因此深受青睐。但最近，我开始思考当我们直接向光学系统馈入信号时，其工作方式如何。来自视网膜的光学信号被分割到多个通道，并在到达大脑之前进行预处理。该过程类似于压缩，使得无需重新发送大脑已经收到的信息。我认识到，要实现我们所追求的下一代AR/MR眼镜性能，我们需要进行一些类似的反向处理，以在保持性能的同时减少带宽和相关功耗。我们需要能够仅发送发生变化的数据，同时为活跃对象/像素提供高性能，并以尽可能低的功耗执行所有操作。” 他表示，IntelliPix架构功能集在SOC和显示子系统之间对处理进行了分区。CP的客户通过构建兼容的渲染管道，就可以充分利用针对实时AR/MR系统完全优化的功能集。但是，CP最初采用的28nm半导体技术并不能满足IntelliPix利用智能像素的突破性设计任务，而这可以通过22FDX技术实现。 Passon表示：“我们目前的多芯片背板架构由一个对带宽有很高要求的1位像素组成。我们的研发工作始于28nm，但是要在智能像素条件下达到理想的像素尺寸和IntelliPix所需的逻辑量，则需要格芯的22FDX解决方案，因为该解决方案具备出色的性能、功效和广泛的功能集成能力。此外，展望未来，虽然我们当前的像素尺寸为3.015μm，但我们发现IntelliPix架构将使我们能够根据功能集将像素尺寸缩小到2.5µm。这使得设计microLED显示器成为可能，该显示器采用拜尔式像素网格，支持更少的所需像素。同样地，在微型显示器和SOC视频管道/渲染之间进行适当的分区，将可实现功率/性能的出色平衡。因此，任何单芯片解决方案的可扩展性都至关重要，而22FDX技术恰好符合这一要求。” 独特的合作关系 格芯可穿戴设备、智能家居和机器视觉产品业务部产品经理Ran（Ruby）Yan表示：“我们之所以选择与CP合作，不仅是因为其在硬件和软件方面的技术创新，还因为CP公司成立已有一段时间，并且拥有广泛的企业关系网络，展示了他们所提供产品的价值。 CP最让我们看重的一点是，他们始终以应对最困难的挑战为目标，能够参与其中是件令人兴奋的事情，让人很有成就感，这不仅可以带来产业进步，还可以给我们的日常生活带来重大的积极变化。” Yan表示，格芯为此次合作带来了丰富的显示驱动器经验，适合智能手机、汽车和医疗设备等应用，既可与背板集成，又可作为独立IC。她表示：“我们使用22FDX基准平台进行此项目，这也是我们现有研发工作的扩展。例如，所需的可定制化将影响生产线流程的后端，以便为光学互连增加一些独特的功能。” 显示器的未来 Kaste表示，总的来说，显示技术是格芯的一个重点，因为它们的应用范围越来越广泛，横跨公司的所有业务部。他还表示，从此次合作中获得的性能和经验可能会彻底改变显示技术和未来的显示价值链。他曾问过CP的Passon，22FDX技术可以为AR/MR眼镜以外的应用带来什么。 Passon回答道：“这是一个很好的问题。自从开始采用22FDX技术以来，我们就不断涌现出新想法。例如，我们发现可以使用22FDX技术来制作性能更高的视频墙。LED的尺寸差异很大，但借助IntelliPix可提供的最高占空比能力，它们的工作条件相同，因此您可以将任意数量的显示片拼接在一起，制造出任何尺寸的电视墙。” Passon继续说道：“此外，多年来，我们在全息技术方面做了大量努力，搭载高性能22FDX技术的IntelliPix平台可很好地满足这一要求。我们认为在汽车AR平视显示器中存在一个绝佳的机会，即将全息对象置于3D空间中，以增强驾驶员的感知和响应能力。实际上，结合考虑目前计算机生成全息图（CGH）所需的计算/功耗，全息应用在短期内对汽车行业特别有吸引力。CGH算法领域的研究显示该功耗有望降低，IntelliPix将准备好与这些系统轻松集成，以生成高保真度的全息图。” Passon表示，尽管未来令人兴奋的新机遇众多，但要实现这一目标，仍需在全行业范围内克服一些技术挑战。他表示：“要使microLED显示器在技术上和经济上更具实用性，业界必须找到方法，将当前生产中的像素化外延制造工艺商业化。同时，对于全息技术，我们必须找到方法来降低所需的计算功耗。” 不管怎样，AR/MR技术目前正处于重大变革的边缘，CP与格芯之间的合作关系正为实现这一变革发挥重要作用。
Cadence利用自适应体偏压功能在GLOBALFOUNDRIES 22FDX平台上成功地将Tensilica SoC带出。 2021年3月24日GF的22FDX平台上的自适应体偏压功能和Cadence的数字全流程为物联网、语音处理和永远在线的传感器融合SoC实现了功率效率和最佳PPA。
