格芯技术之年:2020年十佳报道

撰文:Michael Mullaney

今年,格芯®(GLOBALFOUNDRIES®)分享了许多科技新闻。值此挥别2020年之际,我们汇总了格芯年度最佳技术报道。

从开拓人工智能(AI)和物联网(IoT)技术领域,到加快汽车半导体的发展,再到利用硅光技术发挥光速传输的优势,格芯今年为行业带来了一系列变革,继续引领改变我们的世界。

10. PDK倍受瞩目

Wafer汽车、航空、智能手机和其他应用领域的计算机芯片必须保持超高的可靠性,提供符合预期的性能。要开发和制造符合要求的芯片,就必须能够精确地对设计进行建模、仿真和验证。对此,工艺设计套件(PDK)可助一臂之力。

本不起眼的PDK在2020年一跃成为倍受瞩目的焦点。我们的博客文章《PDK:实现硅晶设计一次性成功的关键要素》阐述了格芯PDK如何帮助客户基于我们的22FDX™、12LP以及其他众多差异化平台来有效创建设计。

2020年,我们还宣布了对格芯PDK进行的一些新的改进和增强。其中一项是宣布我们的22FDX平台将支持基于Open-Access的可互操作PDK(也称为iPDK)。随着22FDX平台能够支持iPDK,我们为客户提供了更高的灵活性,方便客户选用心仪的设计套件工具。有关PDK的另外一项重大举措是格芯与生态系统合作伙伴Mentor开展合作,为12LP+解决方案的PDK增加机器学习增强功能

9. 2020 GTC线上会议举行

格芯的标志性年度系列活动,即全球技术大会(GTC),今年以线上方式举行。此次线上大会吸引了数千名与会者,还有将近125名演讲嘉宾,其中包括一些知名的行业前瞻者、领导者和技术专家,他们分享了有关5G、人工智能、物联网和其他主题的见解和观点,对于格芯和半导体行业而言,GTC大会都取得了丰硕成果。

今年的GTC是在线上会议中心举行的。当然,线上会议与面对面会议仍然有所不同,但它提供的沉浸式环境实现了丰富的交互和通信功能。我们收到了与会者的正面反馈,他们对100多场讨论会和线上场景给予了高度评价。

点击此处阅读顶级技术分析师Patrick Moorhead的2020年GTC北美会议回顾。

8. 格芯启动盾牌计划

众所周知,半导体产品的信息安全是一个非常敏感的话题,而在保护涉及到客户专有知识产权及产品的信息方面,格芯一直深受客户信赖。 

今年,我们启动了格芯盾牌计划。这个全面的平台充分利用了格芯多年来积累的丰富经验,包括为美国政府、国防、航空航天行业制造安全的半导体解决方案,以及根据国际通用标准制造符合要求的产品。 

格芯盾牌计划将为我们的所有客户提供世界一流的安全功能。从启动会议到开发、设计、制造、交付甚至废料处理,在所有这些环节中,格芯盾牌计划都能确保客户的产品和敏感信息的安全。点击此处阅读有关格芯盾牌计划的更多信息。

7. 5G芯片业务强势增长

Person on Phone大众所喜爱的智能手机特性,包括可靠的连接、优良的音质、清晰的显示等,很多都是通过格芯芯片实现的。移动性和5G始终是我们关注的焦点,今年也不例外。正如格芯的Bami Bastani博士所说:“ 

当今市场上每十部智能手机中就有八部采用了格芯制造的芯片,随着行业向5G演进,对我们的差异化射频解决方案的需求会持续飙升……如果没有格芯和我们业界领先的专业射频解决方案,5G革新将无法实现。”

2020年,我们在博客中提到格芯是全世界唯一具有内部毫米波测试的晶圆厂,另外还阐述了我们的各种后端交钥匙服务如何帮助客户更快速、更经济高效地将产品推向市场,从而加快5G时代的到来。 

我们还非常荣幸地宣布推出22FDX+,它是我们的下一代FDX平台,旨在满足互联设备对更高性能和超低功耗的日益增长的需求。22FDX RF+将是首个在22FDX+平台上推出的专业解决方案,它经过优化,可提升5G智能手机的前端模块(FEM)设计的性能。

请观看格芯首席执行官Tom Caulfield与5G客户Anokiwave的首席执行官Robert Donahue的对话。

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6. 加快AutoPro解决方案的应用

2018年,每辆中型汽车中平均包含价值410美元的半导体产品。到2030年,这一数字预期将达到每辆汽车大约1,100美元。格芯在支撑和加快汽车半导体产品增长方面独具优势,这要归功于我们在汽车领域具备的丰富经验和专业知识,以及22FDX平台的优良性能和可靠性。

格芯推动了车用半导体器件的增长,我们的博客文章《格芯的AutoPro™解决方案推动汽车电子向前发展》详细阐述了我们丰富多样的差异化解决方案和AutoPro解决方案服务包如何满足汽车的所有技术、封装/测试、采购和质量要求。

格芯的Michael Brucker表示:

“AutoPro让我们能够通过集成的方式,从我们组织的所有相关领域获取资源,以确保设计具有足够强大的功能和可靠性,能够在要求的时间期限内生产,制造出高质量的部件。”如果不能做到,我们将依托为汽车客户服务十余年的经验,与客户合作来改变不利的现状。”

5. 提升人工智能的智能化水平

AI Brain2020年,在所有的行业和技术领域,人工智能的应用范围、复杂性和良好前景都成为倍受瞩目的焦点。正如我们在博客文章《人工智能处理器功耗降低带来的挑战与机遇》中概述的那样,人工智能的功耗要求对于它未来的发展至关重要。

格芯秉持“构建更智能而非只是更小的芯片”的理念,主动应对这种挑战和机遇。The Linley Group在题为《构建更好的AI芯片》的白皮书中阐述了这一战略。在我们七月的案例中,这一战略也体现得非常明显,我们宣布新型AI芯片在合作创新中心Imec开发成功,该芯片基于22FDX平台构建,采用具有良好前景的新架构,展现出令人惊叹的能效。 

今年,我们在AI领域的最重大新闻是宣布格芯的12LP+解决方案已完成技术认证,准备投入生产作为格芯最先进的FinFET解决方案,12LP+针对AI加速器应用进行了优化,基于成功的12LP平台构建。 

格芯的范彦明(Amir Faintuch)对此作了精辟的总结:

“人工智能正成为我们一生中最具颠覆性的技术……越来越清楚的是,AI系统的能效,也就是每瓦特功率可进行的运算次数,将成为公司投资数据中心或边缘AI应用时的关键考虑因素。” 

范彦明表示,我们的新型12LP+解决方案就直面这一挑战,以AI为出发点,并经过了优化。

4. 物联网继续突破界限

IoT City很多人可能并未意识到我们在日常生活中有多么依赖物联网(IoT)。你是否曾向智能扬声器询问天气情况?或者通过智能摄像头查看谁在家门口?或许你曾使用 App 控制的恒温器来调节供热?使用智能腕带来检查心率?如果你曾有过以上体验,那么物联网已与你密不可分。

格芯实现了物联网设备的连接,利用我们在射频、5G和人工智能领域的专业知识,让物联网设备更高效地处理数据,而无需耗费电能将数据发送至网络,从而帮助延长它们的电池续航时间。

我们的22FDX平台提供出色的性能和超低功耗,非常适合物联网应用。(该平台刚推出了下一代产品22FDX+,将让格芯在未来保持物联网领域的领先地位。)2020年,我们宣布两种基于22FDX平台构建的令人兴奋的新物联网应用问世。 

首先,格芯与Movano Inc.开展合作,推动Movano的可穿戴式无创连续血糖监测仪的商用,该产品目前正在开发中。此外,GreenWaves Technologies发布了新型可穿戴音频设备平台,该平台实现了众多先进功能,例如场景感知的主动降噪功能和基于神经网络的降噪功能。

在有关22FDX的独特自适应体功能的另一个案例中,格芯IoT/AI客户Perceive的首席执行官Steve Tieg说道:

“格芯22FDX平台拥有大量的功率,具备功率优势、低泄漏和自适应体偏置功能,非常适合我们这样的物联网应用。”

有关此主题的更多信息,请观看本系列视频,聆听Tieg与格芯的Mike Hogan的对话。

3. 科技企业回报社会

今年,全社会遭遇了前所未有的挑战,科技和半导体行业齐心协力,在社区中发挥切实有效的积极影响。

通过GlobalGives计划,格芯为最需要防护的人群捐赠了至关重要的口罩、手套和其他个人防护设备。在全球范围内,格芯在我们的社区中捐赠了超过130,000个口罩。在美国,我们员工发起的口罩捐赠计划满足了超过1,750个请求,将85,000个口罩发给医护工作者、急救人员以及其他高风险人员。我们的8号晶圆厂物流团队为此次捐赠活动做出了重大贡献。

另外,格芯公司捐款160万美元,格芯员工也合计捐款500,000美元,提供给11家格芯工厂当地的慈善机构。其中大多数慈善机构都是本地/地区慈善机构,经过我们员工的专门挑选,能够真正在本地社区中产生影响。

为了在这场疫情中保持高昂的精神状态,一群格芯员工创作并表演了以下这首歌曲,与全球各地的同事共勉。

 

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2. 矢志创新

创新对半导体行业的重要意义无论如何强调都不为过。对于不同的公司,创新可能有着不同的含义。对于格芯而言,创新意味着制造更智能的芯片,提供丰富的功能,针对特定应用进行优化,尽可能提高能效。正如格芯公司首席执行官Tom Caulfield在GTC 2020会议上所说,我们正在全力推动加快正在进行的数字化转型:

“格芯一直以来都致力于构建创新解决方案,使能耗曲线趋平,并显著降低数字化基础设施的功耗……我们正在重新定义创新的前沿。”

在格芯公司内部,我们倡导鼓励创新和创造性的企业文化。我们的博客文章《“发明大师”推动格芯的创新和差异化发展》深入探讨了格芯发明大师计划的重要性和影响。通过该计划,格芯为一些经过遴选的同事授予了“发明大师”荣誉头衔,这些员工至少拥有20项美国授权专利,并且在技术成就和知识产权资产创造方面拥有出色的过往记录。截至目前,已有50名以上的格芯工程师被授予“发明大师”荣誉头衔。

6G Logo格芯开展创新的另一种方式是与全球众多领先学术研究机构进行合作。 

通过“大学合作计划”,格芯受益于学术研究人员和试验人员的丰富专业知识,同时也为研究人员提供实现创新设计所需的技术。我们在博客文章《格芯携手领先研究机构共同推动6G技术研发》中介绍了有关6G技术研发的内容。

1. 专业化成为主流

我们在今年宣布了许多令人振奋的消息,而要缩小范围,专注于我们精心选择的领域,这对我们是一大挑战。下面我们快速浏览一下今年的几则好消息: 

格芯已悄然进入硅光制造业“通过战略性收购……和富有成效的合作……格芯很快成为硅光领域的生力军。目前,硅光产品已占据晶圆厂业务10%的份额——如果继续以这样的速度发展下去,硅光产品将成为一股不可忽视的力量。”

22FDX平台大获成功“迄今为止,格芯的22FDX平台已经实现了45亿美元的设计创收,向全球客户交付了超过3.5亿枚芯片。”

28HV解决方案加速奠定格芯在移动设备OLED显示驱动器领域的领导地位“格芯28HV解决方案已向领先智能手机供应商供货超过7500万单元,其经过优化的性能可实现更加快速、明亮、清晰、节能的OLED显示屏。”

55 BCDLite解决方案帮助格芯进一步巩固在移动设备音频放大器领域的领先地位“格芯55 BCDLite解决方案的出货量超过30亿单位,目前市场上7款领先的高端智能手机中就有5款采用了该解决方案。”

格芯面向IoT和汽车应用推出业界首款基于22FDX平台且可投入生产的eMRAM“格芯的eMRAM帮助设计人员扩展现有物联网和微控制器单元架构,以实现28nm以下技术节点的功率和密度优势。”

广发科技年:2020 年十大新闻

作者:迈克尔-穆莱尼

10.PDK 备受瞩目

汽车、航空、智能手机和其他应用中的计算机芯片必须具有无可置疑的可靠性,其性能必须完全符合预期。开发和制造这些芯片需要精确建模、模拟和验证设计的能力。工艺设计工具包 (PDK) 使之成为可能。

晶片

2020 年,不起眼的 PDK 成为人们关注的焦点。我们的博文《PDKs:我们的博文《PDK:硅片一次通过成功的强大推动力》讲述了 GF PDK 如何帮助我们的客户在 22FDX™、12LP 和我们许多其他差异化平台上有效地创建设计。

2020 年,我们还宣布了一些改进和增强 GF PDK 的新方法。其中之一是为我们的 22FDX 平台推出基于开放存取的可互操作 PDK(或 iPDK)支持。扩大对 iPDK 的支持为客户提供了更大的灵活性,使他们可以使用自己选择的设计套件工具。另一个突出 PDK 的精彩故事是与我们的生态系统合作伙伴 Mentor 合作,在我们 12LP+ 解决方案的 PDK 中添加机器学习增强功能

9.GTC 2020 走向虚拟

GTC 2020 徽标设计

GF 的标志性年度系列活动--全球技术大会 (GTC) 今年实现了虚拟化。数千名与会者和近 125 位演讲嘉宾(包括著名的远见卓识者、领导者和技术专家)分享了他们对 5G、人工智能、物联网和其他主题的独特见解和观点,GTC 是 GF 和半导体行业的一大胜利。

今年的 GTC 是在虚拟会议中心举行的。当然,这与面对面的会议不同,身临其境的环境为丰富的互动和交流提供了可能。与会者对 100 多场会议的内容和虚拟环境都给予了很好的反馈。

单击此处阅读 顶级技术分析师Patrick Moorhead 对 GTC 2020 北美会议的总结。

8.GF 举起盾牌

GFShield

半导体的高度敏感性已不是秘密,GF 每天都要为客户提供有关其专有知识产权和产品的信息。 

今年,我们推出了GF SHIELD。这个综合平台包含了 GF 多年来为美国政府、国防和航空航天业制造世界上最安全的半导体解决方案的经验,以及按照国际通用标准进行制造的经验。 

GF SHIELD 将这些世界级的安全能力扩展到我们的所有客户。从初次见面,到开发、设计、制造、交付,甚至废料处理,中间的每一个步骤,GF SHIELD 都能确保客户产品和敏感信息的安全。点击此处了解更多有关 GFShield 的信息。

7.5G 获得推动

公园里打电话的男子

您所钟爱的智能手机中的许多功能--可靠的连接、美妙的声音、清晰的显示等等--都是由 GF 芯片实现的。移动性和 5G 始终是我们关注的焦点,今年也不例外。正如我们的巴米-巴斯塔尼博士(Dr. Bami Bastani)所说: 

"目前市场上每10部智能手机中就有8部包含GLOBALFOUNDRIES制造的硅片,随着行业向5G过渡,对我们差异化射频解决方案的需求将继续飙升......没有GLOBALFOUNDRIES和我们业界领先的专业射频解决方案,5G革命将无从谈起"。

2020 年,我们在博客中介绍了GF 作为全球唯一拥有内部毫米波测试能力的晶圆代工厂,以及这项服务和其他制造后交钥匙服务如何帮助客户以更快的速度、更高的成本效益将产品推向市场,从而加速 5G 的发展。 

我们还兴奋地宣布推出 22FDX+,这是我们同类最佳 FDX 平台的下一代产品,可满足联网设备对更高性能和超低功耗日益增长的需求。22FDX+ 平台上推出的首款专业解决方案是 22FDX RF+,经过优化,可提高 5G 智能手机前端模块 (FEM) 设计的性能。

请观看 GF 首席执行官 Tom Caulfield 与 5G 客户 Anokiwave 首席执行官 Robert Donahue 的对话视频。

6.加速 AutoPro

2018 年,中型汽车平均包含价值 410 美元的半导体。到 2030 年,预计每辆车将达到近 1100 美元。凭借在汽车领域的丰富经验和专业知识,以及 22FDX 平台无与伦比的性能和灵活性,GF 在支持和加速这一增长方面具有得天独厚的优势。

我们的博文 "GF 的 AutoPro™ 解决方案推动汽车电子向前发展"详细介绍了我们广泛的差异化解决方案组合和 AutoPro解决方案服务包如何独特地支持所有汽车技术、封装/测试、采购和质量要求。

在路上飞驰的汽车

GF 的 Michael Brucker 说:

"AutoPro使我们能够以一种整合的方式从我们组织的每个相关领域调用资源,以确保设计对于预期用途而言足够强大和有效,能够在规定的时间内生产,并且能够生产出高质量的零件。如果不符合要求,我们会根据十多年来为汽车客户服务的经验,与客户一起进行修改。

5.让人工智能更智能

在所有行业和技术领域,人工智能(AI)的范围、复杂性和前景在 2020 年日益受到关注。正如我们的博文所概述的那样、 降低人工智能处理器功耗的挑战与机遇中所述,人工智能的功耗要求是塑造其未来的核心。

AI 头部数据图片

GF 将这一挑战视为机遇,提出了 "打造更智能而非更小芯片 "的信条。林利集团在一份题为《打造更好的人工智能芯片》的白皮书中阐述了这一战略。 打造更好的人工智能芯片.我们在七月份的报道中也提到了这一点,该报道宣布了与创新中心 Imec 合作开发的新型人工智能芯片,该芯片基于 22FDX 并采用了前景广阔的新架构,具有令人难以置信的能效。 

GF宣布其12LP+解决方案已完成技术鉴定,可以投入生产,这可以说是我们今年最大的人工智能新闻。作为 GF 最先进的 FinFET 解决方案,12LP+ 针对人工智能加速器应用进行了优化,并以我们成功的 12LP 平台为基础。 

GF 的Amir Faintuch对此进行了艺术性的总结:

"人工智能正在成为我们有生之年最具颠覆性的技术......越来越清楚的是,人工智能系统的能效--特别是你能从一瓦功率中获得多少操作--将成为公司在决定投资数据中心或边缘人工智能应用时考虑的最关键因素之一。" 

法因图奇说,我们的新 12LP+ 解决方案直面这一挑战,并 "执着地 "针对人工智能进行了优化。

4.物联网继续推动边缘化

我们中的许多人可能没有意识到,我们每天有多么依赖物联网。你有没有向智能扬声器询问过天气情况?或者用智能摄像头查看过谁在您家门口?也许用应用程序控制的恒温器调节过温度,或者用智能腕带检测过心率?那么您就与物联网建立了联系。

GF 实现了物联网设备的连接,我们在射频、5G 和人工智能方面的专业知识有助于提高物联网设备的电池寿命,使其能够高效处理数据,而无需耗费电力将数据发送到网络或网络。 

智慧城市的图景

我们的22FDX 平台具有惊人的性能和超低功耗要求,非常适合物联网应用。(其刚刚宣布的后继产品 22FDX+将把这一物联网领先地位延伸到更远的未来)。2020 年,我们宣布了两款基于 22FDX 的全新物联网应用。 

首先,GF 与 Movano Inc. 合作,推进Movano 正在开发的可穿戴无创连续血糖监测仪的商业化。此外,GreenWaves Technologies 公司发布了新的可听设备平台,该平台可实现场景感知主动降噪和基于神经网络的降噪等先进功能。

在另一篇关于 22FDX独特的自适应车身功能的报道中,GF 物联网/人工智能客户 Perceive 的首席执行官 Steve Tieg 说:

"GF的22FDX平台马力十足,其功率优势、低漏电和自适应体偏压功能使其成为像我们这样的物联网应用的绝佳选择"。

有关这一话题的更多信息,请观看这一系列视频,了解铁格与 GF 的Mike Hogan 之间的精彩对话。

3.科技回馈

全球捐赠徽标

今年,科技和半导体行业在面临前所未有的挑战的同时,也齐心协力为各自的社区带来了实实在在的影响。

通过我们的 "全球捐赠"(GlobalGives)倡议,全球基金会向最需要的人捐赠了重要的口罩、手套和其他个人防护设备。在全球范围内,GF 向我们的社区捐赠了超过 130,000 个口罩。在美国,我们由员工推动的口罩捐赠计划满足了 1,750 多项请求,向医护人员、急救人员和其他高危人群运送了 85,000 个口罩。我们强大的 Fab 8 物流团队为实现这一目标付出了巨大的努力。

此外,GF 还向 11 个 GF 工厂的 27 个慈善机构捐赠了 160 万美元的企业捐款,以及员工捐赠的 50 万美元。这些慈善机构大多是当地/地区性的,由我们的员工专门挑选出来,对当地社区产生影响。

为了在大流行病中保持高昂的斗志,一群 GF 员工创作并演唱了这首歌,与世界各地的同事分享。

2.超前创新

创新对我们行业的重要性怎么强调都不为过。虽然创新对不同的公司可能意味着不同的东西,但对 GF 来说,它意味着制造更智能的芯片,具有丰富的功能,针对特定应用进行优化,并尽可能提高能效。正如我们的首席执行官汤姆-考尔菲德(Tom Caulfield)在我们的 GTC 2020 活动上所说的那样,这一切都是为了加速已经开始的数字化转型:

"GF将我们整个公司的精力都集中在打造一系列创新解决方案上,这些解决方案可以拉平数字基础设施的功耗曲线,并显著降低数字基础设施的功耗......我们正在重新定义创新的前沿"。

在 GF 内部,我们提倡创新和发明文化。我们的博文 "推动 GLOBALFOUNDRIES 创新和差异化的 "发明大师的博文,深入探讨了我们的发明大师计划的重要性和影响。通过该计划,GF 将令人羡慕的发明大师称号授予那些拥有至少 20 项已授权美国专利,并在技术成就和知识产权资产创造方面拥有良好记录的特定同事。迄今为止,已有 50 多名 GF 员工荣获发明大师称号。

6G 标志

GF 的另一种创新方式是与世界上许多顶尖的学术研究人员合作。 

通过我们的大学合作计划,GF 从这些思想家和实验家的专业知识中获益匪浅,同时为他们提供了使用我们的技术来展示创新设计的机会。请阅读博文 "GF 与领先研究人员合作开发6G 技术",了解我们在6G 技术方面的一些研发成果

1.专业成为主流

今年有这么多令人兴奋的消息发布,如何将它们筛选出来是一项挑战。以下是最后几条快速发布的好消息: 

GlobalFoundries 悄然成为硅光子制造领域的一员"通过战略性收购......以及富有成效的合作关系......GlobalFoundries 悄然成为硅光子制造领域的一支生力军。它已经占据了代工业务的 10%--如果继续保持这样的发展速度,很快就会让人无法忽视。

22FDX 傲视群雄:"迄今为止,GF 的 22FDX 平台已实现 45 亿美元的设计赢利,向全球客户交付了超过 3.5 亿颗芯片"。

28HV解决方案加速GF在移动设备OLED显示驱动器领域的领先地位"GF的28HV解决方案经过优化,可实现更快、更亮、更清晰、更省电的OLED显示屏。

55 BCDLite 解决方案使 GF 在移动设备音频放大器领域继续保持领先地位"GF的55 BCDLite解决方案出货量已超过30亿部,在当今领先的七款顶级智能手机中,有五款采用了GF的55 BCDLite解决方案"。

GLOBALFOUNDRIES 在 22FDX 平台上推出业界首款可量产的 eMRAM,用于物联网和汽车应用"GF的eMRAM使设计人员能够扩展现有的物联网和微控制器单元架构,从而获得28纳米以下技术节点的功耗和密度优势"。

蓝色电路板图片

Ayar实验室在GLOBALFOUNDRIES的下一代硅光子学制造工艺上展示首个超密集光互连解决方案

合作关系加速了用于人工智能、云架构、航空航天和5G通信领域的封装内光学I/O的商业化。公司启动2021年采样计划

Mentor:GLOBALFOUNDRIES 和 Mentor 在 Calibre 中使用机器学习技术推出全新创新 DRC+ 热点解决方案

作者:Shelly Stalnaker

最近,我有幸参加了一次点播网络研讨会,会上介绍了将机器学习融入 Calibre 工具套件的全新 GLOBALFOUNDRIES DRC+ 热点解决方案。网络研讨会由 Sriram Madhavan(GLOBALFOUNDRIES)和 Michael White(Mentor,西门子业务部门)主讲,介绍了新的 DRC+ DFM 解决方案,并解释了机器学习的加入如何扩展和改进了功能和结果。

单击此处阅读生态系统合作伙伴 Mentor 网站上的博客文章全文。

GF 与领先研究人员合作开发 6G 技术

通过大学合作计划,GF 从学术研究人员的专业知识中获益,同时为他们提供展示创新设计的技术。

作者:加里-达加斯丁

就在 5G 技术开始认真部署之际,谈论 6G 无线通信似乎为时尚早,但研发界已经在努力研究使 6G 在本十年晚些时候成为实用和商业现实所需的技术。

GLOBALFOUNDRIES (GF) 正在采取措施,通过与一流大学的顶尖研究人员合作,利用其FD-SOIRF-SOISiGe平台的无与伦比的优势,确立在 6G 领域的领先地位,这些平台已在 5G 和其他无线应用中得到验证,可提供业界领先的性能和成本效益。

无线连接以及人工智能(AI)、边缘到云计算和汽车解决方案是 GF 的主要关注点,因为公司的战略是成为差异化、功能丰富的技术的领先供应商,以帮助塑造我们世界的数字化转型。

6G 是第六代无线通信技术。它将比 5G 快很多,能够以每秒达到或超过 100 千兆字节(Gb/s)的速度传输大量数据,几乎没有有效延迟或滞后时间。

这种性能水平将开辟全新的应用领域和工作方式。"GF移动无线基础设施战略业务部副总裁兼首席技术官 Peter Gammel 博士说:"其中一个例子就是全息远程呈现,在这种情况下,一个人或一个物体的虚拟'数字孪生'--一个高度逼真的三维图像,可在 6G 网络内的任何地方实时投射,并伴有相关音频。"这就好像人就在眼前一样--再也不会出现变焦疲劳了!"

彼得-加梅尔
彼得-加梅尔博士

Gammel 说,6G 技术还将以无数其他方式帮助改变世界。"我们在 Covid-19 大流行期间已经熟悉了远程医疗的概念,而 6G 可以将其提升到新的高度。例如,在机器人手术中,逼真的三维图像不仅可以指导外科医生完成特别具有挑战性的手术,而且使用机器人的外科医生可能与病人远隔千里,"他说。"6G还将促进人工智能在网络中的应用,从边缘、客户到核心,无处不在,从而提高效率、加快速度并降低成本"。

6G 技术挑战与机遇

6G 系统的技术标准尚未制定,但最初的 6G 频率范围可能在 50 GHz 到 200 GHz 之间,最初的应用预计在低端,接近 5G 频率范围的高端。这是射频频谱中速度极快、不拥堵的部分,但这些毫米波(mmWave)频率具有某些特性,使 6G 系统的技术开发和经济性面临挑战。

一个主要的技术挑战是需要高能效 LNA 放大器(无线系统的关键组件)来放大低功耗 6G 信号,同时又不会显著降低信噪比,而信噪比是实现无差错性能的关键。

另一个需要是精确的毫米波器件仿真和模型,以及经过硬件验证的工艺设计工具包(PDK),以便成功地进行具有成本效益的半导体设计和生产。这是高频率领域尚未满足的巨大需求。

不过,最大的问题可能是毫米波会被大气中的水蒸气和氧分子吸收,因此传播损耗很大,所以想方设法提高收发器的空中输出功率至关重要。另一个传播难题是毫米波很容易被墙壁、树木和其他物体阻挡。

这些传播挑战意味着,6G 网络将需要许多基站和小基站相互靠近,以中继信号。鉴于这些密集网络需要大量半导体,经济因素将至关重要。

Gammel 说,所有这些挑战都发挥了 GF 的优势,其中包括

  • 22FDX™和 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,具有动态电压扩展和无与伦比的设计灵活性,可实现最高性能和能效。客户使用 FDX 完成将数据转换器、低噪声放大器、功率放大器 (PA) 和开关等前端模块 (FEM) 元件与收发器集成在一起的任务。
  • GF 的射频 SOI 解决方案系列,用于 5G 基站和智能手机中的集成 FEM 和波束成形器。
  • 用于 Wi-Fi 和毫米波 FEM 的 GFs 系列硅锗(SiGe)BiCMOS 解决方案

"Gammel 说:"6G 为我们提供了基于合并技术的解决方案,GF 在这些技术领域已经拥有无可争议的领先地位。Gammel 说:"这些经过验证的高性价比解决方案的最大优势在于,它们的性能远未达到极限。它们的性能可以随着无线行业的发展而扩展,超越 5G 频谱的上限,延伸到 6G 频率范围。客户不必求助于新技术和外来材料来获得他们所需的性能;他们将能够从广为人知、可投入生产且具有成本效益的硅基技术中获得性能。 

与领先的 6G 研究人员合作

GF 通过公司的大学合作计划积极推动 6G 电路和系统研究,通过该计划,GF 向与 GF 研发团队合作并分享研究成果的特定大学团队提供技术。

该计划规模庞大,影响深远。"在全球范围内,我们与超过 35 所大学在包括 6G 在内的各个技术领域开展合作,"GF 高级经理兼外部研发管理副总监比卡-卡特(Bika Carter)说。"同行评审发表的论文是衡量我们学术合作伙伴质量的一个重要标准,他们的出版产量很大,而且还在不断增长。2019 年和 2020 年,我们的教授在各项技术领域发表了 200 多篇论文。我们在22FDX45RFSOI、硅锗(SiGe)和硅光子技术方面拥有活跃的大学项目。"

GF移动和无线基础设施首席技术官办公室高级总监Ned Cahoon与GF大学合作计划的许多教授密切合作,这些教授正在研究6G技术。"他说:"我们是毫米波领域的技术领导者,因此我们寻找那些正在解决我们认为关键的 6G 电路和系统问题的教授和学术项目,GF 的差异化技术(如频率高于 100GHz 的 FE 或前端电路)可以解决这些问题。他说:"与我们合作的教授都是各自领域的知名人士,他们的工作成绩斐然,我们与他们是合作伙伴关系。他们与我们分享他们的研究成果,而我们则通过让他们使用我们多项目晶圆上的硅片来帮助他们进一步开展工作。

硅技术毋庸置疑

Gabriel Rebeiz 博士是 GF 的学术合作伙伴之一,他是加利福尼亚大学圣迭戈分校的杰出教授和无线通信行业捐赠讲座教授。Rebeiz 教授是美国国家工程院院士和电气和电子工程师协会会员。他是通信和防御系统集成相控阵的先驱,也是将微机电系统和微机械加工引入射频/微波领域的第一人。

在加州大学圣地亚哥分校,他的研究小组领导了用于相控阵应用的复杂射频集成电路的开发。目前,大多数开发复杂通信和雷达系统的公司都在使用他的相控阵研究成果,他也培养出了约 100 名博士生和博士后研究员。

目前,他的学生正在开展一系列广泛的研究项目,从 45RFSOI 的宽带系统到 140GHz 的相控阵。"他说:"在 6G 出现之前,5G 通信中将使用 24 GHz、28 GHz、39 GHz 和 46 GHz 芯片,因此我们正在使用同样的工艺和技术研发大量宽带芯片,这些工艺和技术将扩展到 6G 设备中。"这些都是高风险、高回报的项目,我们不断挑战技术极限。在此过程中,GLOBALFOUNDRIES 一直是我们的最佳合作伙伴。我们涉及的技术领域很大,他们支持我们的创新工作。

Rebeiz教授说,他坚信硅技术是5G频段和6G应用(最高约220GHz)的解决方案。例如,他的团队最近在前向路径发射模块(FPTM)中使用了 GF 的技术,在 140GHz 频率下实现了 12dBm 的输出功率,效率达到 11-12%。他说:"对于点对点通信来说,这是一个非常好的数字,因为目前的最佳数字是 6dBm,而且我们是在 140GHz 的频率下实现的!"。

"Rebeiz说:"随着密集型6G网络所需的元件数量大幅增加,如果这些系统要切实可行,每个元件所需的功率就必须降低,我们现在在28GHz时每个元件的功率为20dBm,而现在可能只需要3-6dBm。"因此,毫无疑问,像22FDX这样的高能效硅技术将在 100GHz 以上的任何阵列应用中占据主导地位。

当然,仍然存在许多挑战--Rebeiz 教授说,包装和测试是关键需求: "我们该如何做才能让未来的测试变得经济实惠?没有人会去测试高达 140GHz 的频率,因为它太难、太贵了,但没有它我们就无法取得进展",但这项工作对他的学生来说是一个很好的机会。

"他说:"我和我的学生都是硬件爱好者。"我们喜欢制造东西。我的学生们正在做的事情对世界至关重要,因此,这对他们来说确实是一个黄金时代。"

降低人工智能处理器功耗的挑战与机遇

作者:大卫-拉默斯

"对于边缘设备来说,关键是在优化所需性能的同时,消耗最少的电能"。

鉴于大流行病期间行业活动虚拟化的新现实,今年到目前为止,我得以登录参加了半打半导体会议。一个反复出现的主题是用于人工智能(AI)和深度学习(DL)的芯片,这是一个不断发展的领域,涉及广泛的技术和设备类型。贯穿这些会议的一个共同点是关注内存优化和解决功耗/内存瓶颈问题。

人工智能是一个炙手可热的市场。ABI Research 预计,到 2024 年,整个人工智能芯片市场规模将达到 210 亿美元。其中,基于 ASIC 的人工智能加速器所占份额之大令人吃惊,预计到 2024 年,该市场价值将增加两倍,达到 90 亿美元,复合年增长率(CAGR)将达到 30%。

对于训练和推理处理,企业都在绞尽脑汁,试图找到省电的解决方案。虽然机器学习只是数据中心总耗电量的一部分,但它正在迅速扩大。2017 年,数据中心的耗电量约占美国总耗电量的 3%,到 2020 年,这一比例将翻一番,达到 6%。智能边缘设备的扩散也在加速。根据市场研究公司 IDC 的预测,未来十年将有 1,250 亿 "物 "连接到互联网,届时每年将产生、捕获、复制和消耗近 60 Zettabytes 的数据。

显而易见,我们的行业面临着一个重大挑战:如何在边缘实施许多智能设备,如何在边缘以极低的功耗推断所有数据,如何在云中管理、处理和训练成倍增长的数据,同时保持能源可控。

不断发展的人工智能参考软件包

GLOBALFOUNDRIES计算业务部副总裁Hiren Majmudar 表示,"推理和训练都存在功耗瓶颈",而这正好与 GF 的技术产品(基于 FinFET 的12LP(12nm FinFET) 平台和12LP+ 解决方案,以及基于全耗尽 SOI 的平面22FDXTM(22nm FD-SOI)平台)相匹配。

基于 FinFET 技术的人工智能处理器在云端或边缘具有功耗和成本优势。12LP+ 解决方案能够以大于 1 Ghz 的频率运行人工智能内核,并具有全新的低压 SRAM 和能够在 0.55V 电压下运行的标准单元库。作为 GF 最先进的 FinFET 解决方案,12LP+ 已于今年投产,与 12LP 基础平台相比,它具有双工作功能 FET,逻辑性能最多可提高 20%,功耗最多可降低 40%。 

Hiren Majmudar

"他说:"我们的客户拥有独特的架构,而这种架构往往依赖于一套有限的标准单元。"我们在 DTCO(设计技术协同优化)方面付出了艰苦的努力,并开发了人工智能参考软件包,预装了一套元件来展示其潜力。通过 DTCO 协作模式,我们的客户可以快速将其 SoC 目标推向市场。DTCO 工作可包括基于客户自有架构的设计分析服务,以优化性能、功耗和面积(PPA)"。

最佳 PPA 因具体应用而异,Majmudar 说。 

"所有领域都注重成本。对于云计算来说,就是每瓦特的TOPS,以最低的功耗获得最佳的性能。对边缘而言,成本最低、功耗最低,同时优化边缘所需的性能。

Majmudar 表示,22FDX 的 eMRAM 产品对于开发人工智能应用的客户来说具有优势。"eMRAM 有很多应用,客户使用它可以获得更高的密度和非挥发性。他补充说:"另一种应用是在内存中进行模拟计算。

人工智能工作负载的范围很广,除了对训练和推理的要求外,还包括语音、视觉和成像。"我们是一家非常专业的代工厂,不断创新我们的 IP 产品。我们将继续投资于 IP、芯片到芯片互连、内存和接口 IP。我们有一个明确的路线图,并将根据客户的意见不断改进。

创新型初创企业

在今后的博客中,我计划详细介绍 GF 如何与这一领域的初创公司合作,但其中有一家公司值得在此简要一提,因为它可以让我们了解到 GF 的客户在人工智能芯片方面的创新程度。

全耗尽型绝缘体上硅平台非常适合支持动态电压、频率缩放和自动时钟门控。因此,信号处理和神经网络算法的功耗超低,可在电池供电的物联网设备中运行。

Perceive 是 Xperi 公司拥有多数股权的子公司,旨在为超低功耗消费设备中的传感器数据提供人工智能推理。Perceive 的 "Ergo "边缘推理处理器能够在设备上处理大型神经网络,其效率是目前具备推理能力的处理器的 20 到 100 倍。

该公司主要生产集成神经网络处理功能的安防摄像头、智能家电和移动设备,无需将数据发送到云端进行推理处理。

请观看下面的视频短片,聆听 Perceive 首席执行官 Steve Teig 与 GF 高级副总裁 Mike Hogan 谈论 Perceive 的人工智能和机器学习方法:

在高品质5G射频解决方案需求不断增长的趋势下,格芯与Soitec宣布达成RF-SOI晶圆供应协议

战略供应协议使得格芯®(GLOBALFOUNDRIES®)能够满足市场对其先进的RF-SOI解决方案8SW不断增长的需求,主流FEM供应商在6 GHz以下5G智能手机上使用该方案

加利福尼亚州圣克拉拉、法国贝宁(格勒诺布尔),2020年11月5日 – 今日,全球领先的特殊工艺半导体代工厂格芯®(GLOBALFOUNDRIES®,GF®)与Soitec宣布,就300mm射频绝缘体上硅(RF-SOI)晶圆的供货,双方达成了一份为期多年的协议,后者在设计和制造创新半导体材料领域同样处于全球领先地位。基于双方的长期合作伙伴关系,这份战略协议确保了晶圆供应,从而使格芯能够在为下一代手机市场提供解决方案时进一步提升其关键作用。两家公司的领导人于本周早些时候通过虚拟签约仪式最终确定了该协议。

促成这份晶圆供应协议的主要因素是,市场对于格芯先进的RF-SOI解决方案8SW RF SOI的需求在不断增长。8SW RF-SOI作为一流射频前端模块(FEM)平台,具备性能出色的开关和低噪声放大器,并且经过了优化,在性能、功耗和数字化集成相结合方面与众不同,可满足当前和未来4G LTE及6 GHz以下5G智能手机设计人员和供应商的需求。这个新平台采用由Soitec开发的先进的RF-SOI衬底。

格芯的8SW RF-SOI的客户为6 GHz以下5G智能手机的主流FEM供应商。

格芯的移动和无线基础设施部高级副总裁兼总经理Bami Bastani博士表示:“当今市场上每十部智能手机中就有八部采用了格芯®制造的芯片,并且,随着行业向5G迁移,对我们与众不同的射频解决方案的需求会持续飙升。如果没有格芯®和我们业界领先的专业射频解决方案,5G革新将无法实现。确保来自我们长期合作伙伴Soitec的晶圆供应至关重要,这样就使格芯能够满足市场对我们5G解决方案不断增长的需求。”

Soitec首席运营官Bernard Aspar博士表示:“我们设计生产的衬底为制造电子行业所需的高性能和高可靠性半导体器件奠定了基础。我们在法国和新加坡都有生产设施,因而在设计制造先进衬底方面,我们已经拥有了全球最大的产能,可满足快速增长的5G市场需求。通过这项多年度协议,我们与格芯®已经建立的合作伙伴关系能够得以持续,对此我们感到很欣慰。”

这份新协议建立在格芯与Soitec之间牢固的合作伙伴关系基础上。2017年,针对格芯22FDX®平台所需要的全耗尽绝缘体上硅(FD-SOI)晶圆,两家公司签订了为期五年的供货协议。制造于德国德累斯顿的格芯22FDX平台所获得的设计订单迄今已经实现了45亿美元营收,这些订单向全球客户交付了超过3.5亿枚芯片。

关于Soitec

Soitec(泛欧交易所,法国巴黎Tech 40指数成分股)是全球领先的创新半导体材料设计和制造企业。该公司凭借其独特的技术和半导体领域的专长为电子行业市场提供服务。Soitec在全球拥有超过3,300项专利,其战略是以颠覆性创新满足客户对高性能、高能效和成本竞争力的需求。Soitec在欧洲、美国和亚洲设有制造厂、研发中心和办事处。Soitec和Smart Cut是Soitec的注册商标。如需了解更多信息,请访问www.soitec.com并在Twitter上关注:@Soitec_EN

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GLOBALFOUNDRIES (GF) is the world’s leading specialty foundry. GF delivers differentiated feature-rich solutions that enable its customers to develop innovative products for high-growth market segments. GF provides a broad range of platforms and features with a unique mix of design, development and fabrication services. With an at-scale manufacturing footprint spanning the U.S., Europe and Asia, GF has the flexibility and agility to meet the dynamic needs of customers across the globe. GF is owned by Mubadala Investment Company. For more information, visit www.globalfoundries.com.

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eMemory NeoFuse IP在GLOBALFOUNDRIES先进的高压平台上获得认证,用于OLED应用

eMemory宣布其NeoFuse IP已在GF的28HV平台上获得认证,以应对OLED显示器应用不断增长的需求。

 

UniIC宣布在GLOBALFOUNDRIES 12LP平台上为高性能计算应用提供内存控制器+PHY IP

与目前的产品相比,新的解决方案在功率、面积和成本方面都有很大的改进,并将为不断增长的人工智能(AI)和计算应用的需求提供服务。

西安紫光国芯发布基于格芯12纳米低功耗工艺(GF 12LP)可用于高性能计算应用的存储控制器和物理接口IP

2020年11月5日,西安紫光国芯半导体有限公司(紫光国芯)在格芯®(GLOBALFOUNDRIES®,GF®)22FDX®举办的全球技术大会中国峰会上正式发布了基于格芯12纳米低功耗工艺(GF 12LP)的GDDR6存储控制器和物理接口IP(GDDR6 MC/PHY IP)。与已有的方案相比,新方案在芯片功耗、面积和成本等方面均有明显的提升,并能满足在面向人工智能(AI)和计算应用等热点领域不断增长的需求。