面向 5G 应用的强大技术进入市场

作者:Baljit Chandhoke巴尔吉特-钱德霍克

我们无法看到拥堵的实际情况,但电磁频谱在无线连接和数据通信常用频率上的流量已经变得如此拥挤,以至于数据流量拥堵的可能性和破坏性越来越大。使问题更加严重的是,目前的无线设备和网络工作频率低于 6 千兆赫,根本无法满足下一代应用的要求。

解决办法是利用频谱中的毫米波频段(30 至 300 千兆赫),它能提供更大的带宽。大家耳熟能详的正在制定中的 5G 标准旨在为使用这一所谓的毫米波频段建立一条共同的前进道路。

然而,要开发出能做到这一点的技术并非易事,尤其是针对移动应用。一个问题是,超高频的传播损耗很大。这意味着需要高功率输出,但在智能手机这样的电池供电设备中,高能效也很重要--要同时做到这一点很难。另一个问题是毫米波传输容易受到建筑物或其他物体的阻挡,因此必须能够形成精确的 "铅笔 "波束,辐射到相控阵天线或从相控阵天线辐射出来。

GF 的45 纳米射频 SOI 技术平台(45RFSOI) 面向下一代射频和毫米波应用,如 5G 基站和智能手机中的集成前端模块 (FEM) 和波束形成器、宽带卫星通信相控阵终端、汽车雷达以及其他不断发展的高性能有线和无线应用。

45RFSOI 技术已经完全合格,可以投入生产,我们已经与几家主要客户就这些应用开展了合作。我们预计,一些客户将在今明两年开始量产产品,并有望在今年晚些时候开始首次批量生产。

工艺设计工具包现已推出,还可按季度进行多项目晶圆运行,以实现快速原型开发,从而使客户能够尽早评估硬件结果。

技术要点

我们的 45RFSOI 的优点在于它是 45 纳米部分耗尽 SOI 服务器级基线 300mm 技术的产物,该技术已在多个 GF 工厂批量生产了十年。我们对其在毫米波应用中的使用进行了广泛评估,并增加了以射频为中心的使能、器件和技术特性,使其能够比竞争技术更好地满足即将到来的 5G 要求。

例如,为实现卓越的射频性能,45RFSOI 平台将高频晶体管(ft/fmax 分别为 305/380 GHz)与高电阻率 SOI 基底面和射频友好型金属互连器件相结合。超厚的顶层铜互连实现了最佳的传输线设计,这种互连还改善了噪声隔离和谐波抑制,从而实现了极低噪声放大器 (LNA)。

同时,为了降低功耗要求、物理尺寸和成本,45RFSOI 的设计易于集成功率放大器 (PA)、开关、低噪声放大器 (LNA)、移相器、上/下转换器和压控振荡器/锁相环 (VCO/PLL) 等功能。

SOI 技术将晶体管与基板进行了电气隔离,这与标准 CMOS 技术不同,后者的基板是一个公共节点。因此,射频 SOI 晶体管可以通过堆叠实现更高的击穿电压和功率处理能力,这对于功率放大器、低噪声放大器和开关等波束成形前端电路尤为重要。

此外,由于 45RFSOI 实现了功能强大、高度集成的芯片,因此与其他技术相比,天线阵列所需的芯片数量更少,从而使客户能够构建更小、更具成本效益的相控阵系统。

一系列射频解决方案

45RFSOI 是 GF 射频应用技术解决方案的最新成员,也是业界最广泛的射频代工工艺。它们包括 45RFSOI 和 8SW RFSOI、硅锗 (SiGe) 和 RF-CMOS 技术。

这些技术涵盖各种成熟和先进的节点,具有射频优化选项、广泛的 ASIC 设计服务和基础知识产权 (IP)。

然而,它们最重要的特点是帮助我们的客户应对棘手的技术挑战,使他们有能力更好地把握眼前的市场机遇。

毫米波应用 - 相控阵天线系统

关于作者

巴尔吉特-钱德霍克

巴尔吉特-钱德霍克

Baljit Chandhoke 是 GF 业界领先的射频解决方案组合的产品线经理。他拥有超过 15 年的产品线管理经验,擅长定义新产品和竞争定位,并在无线基础设施、移动(5G)、网络和消费细分市场推动设计获胜、收入和上市战略。他在领先的行业出版物上发表过多篇文章,制作过许多 YouTube 视频,并主持过多次网络研讨会。

加入 GF 之前,Baljit 曾在 IDT、安森美半导体和赛普拉斯半导体担任领导职务。他在亚利桑那州立大学获得工商管理硕士学位,在科罗拉多大学博尔德分校获得电信硕士学位,在印度孟买大学获得电子和电信工程学士学位。他完成了斯坦福大学商学院的 "为创新和成功而管理团队 "领导力课程。

 

针对5G应用的强大技术即将闪亮面市

作者: Baljit Chandhoke

虽然我们无法用肉眼看到,但在无线连接和数据通信通常使用的频率上,电磁频谱拥塞情况已经变得非常严重,导致数据流量堵塞的可能性越来越大,并且越来越具破坏性。令问题更加复杂的是,当今在6 GHz以下频率工作的无线设备和网络本质上不适合下一代应用需求。

解决方案是利用频谱的毫米波频段(30至300 GHz)来提供更多带宽。大家久闻大名的5G标准正在制定中,目标就是为这种所谓「毫米波频段」的应用建立一条共同的发展道路。

然而,开发能够胜任的技术并非易事,特别是对于移动应用来说。一个问题在于超高频率会遭受高传播损耗,这意味着需要高功率输出。但智能手机之类的电池供电设备同样要求高能效,这二者很难同时达成。另一个问题在于毫米波传输很容易被建筑物或其他物体阻挡,因此必须形成精密的「铅笔」型波束,以便相控阵天线辐射和接收。

格芯推出45nm RFSOI技术平台(45RFSOI),适用于下一代RF和毫米波应用,例如:5G基站和智能手机中的集成前端模块(FEM)和波束成形器、宽带卫星通信相控阵终端、汽车雷达及其他正在开发中的高性能有线和无线应用。

45RFSOI技术经过全面认证,已准备好投入生产,我们已经就一些应用与主要客户展开合作。预计今年晚些时候开始首批量产,今年和明年将有多家客户开始提高产量。

工艺设计套件现已推出,季度多项目晶圆运行也已开始,可用于快速原型开发,方便客户尽早评估硬件结果。

技术亮点

45RFSOI的美妙之处在于,它是45nm部分耗尽型SOI服务器级基线300mm技术的产物,该技术已经在格芯多家晶圆厂量产了十年。我们对其在毫米波应用中的使用进行了广泛评估,并增加了以RF为中心的赋能、器件和技术特性,使其能够比竞争技术更好地满足即将到来的5G需求。

例如,45RFSOI平台将高频晶体管(ft/fmax分别为305/380 GHz)与高电阻率SOI衬底和RF友好型金属互连结合在一起,提供出色的RF性能。它有超厚顶层铜互连以支持最佳传输线路设计,该互连还能改善噪声隔离和谐波抑制,从而实现极低噪声放大器(LNA)。

同时,为了降低功耗要求、物理尺寸和成本,45RFSOI可以轻松集成很多特性,例如功率放大器(PA)、开关、LNA、移相器、上/下变频器和压控振荡器/锁相环(VCO/PLL)。

SOI技术将晶体管与衬底进行电隔离,这不同于将衬底用作公共节点的标准CMOS技术。因此,RFSOI晶体管可以堆叠以实现更高的击穿电压和功率处理能力,这对于PA、LNA和开关等波束成形前端电路尤其重要。

此外,由于45RFSOI能够实现非常强大且高度集成的芯片,故与其他技术相比,天线阵列需要的芯片更少,让客户可以构建尺寸更小、成本效益更高的相控阵系统。

系列RF解决方案

45RFSOI是格芯针对RF应用提供的最新技术解决方案。格芯拥有业界最广泛的射频代工工艺,包括45RFSOI和8SW RFSOI、硅锗(SiGe)和RF-CMOS技术。

这些技术涵盖各种各样成熟先进的节点,提供RF优化选项、广泛的ASIC设计服务和基础知识产权(IP)。

不过,它们最重要的特点是帮助客户应对困难的技术挑战,帮助他们更好地抓住市场机遇。

毫米波应用 – 相控阵天线系统

2018 年真的会成为 "5G 之年 "吗?

作者:巴米-巴斯塔尼博士巴米-巴斯塔尼博士

假期归来,我以为自己进入了时空隧道。难道我一觉睡到了一月,一觉醒来已接近二月底?我本以为会像往常一样看到大量关于即将到来的消费电子展(CES 2018)上的小玩意儿和装备的新闻。然而,我看到的却是一个又一个关于下一代 5G 移动网络的故事--通常都是巴塞罗那世界移动通信大会的内容。

无论是否时空穿梭,有一点是明确的:2018 年将是 5G 大发展的一年。预计到 2020 年,市场上将出现84 亿台联网设备,因此对连接这些设备的超高速、高带宽、低时延网络的需求正在加速增长。5G 即将到来,而且不会太快。

高通公司 1 月 10 日的主题演讲必将成为 2018 年 CES 上 5G 热议的一个高潮。高通公司总裁克里斯蒂安诺-阿蒙将分享高通公司在5G时代的领导愿景。今年 9 月,克里斯蒂安诺在 GLOBALFOUNDRIES 技术大会(GTC 2017)上发表主题演讲时,我们有幸提前听到了他的故事。他的主要观点之一是,5G 网络的苛刻要求正在推动芯片级复杂性的增加。这意味着硅创新对于实现向 5G 的过渡至关重要。

在 GF,我们提供广泛的半导体技术,旨在帮助客户过渡到下一代 5G 无线网络。我们为一系列 5G 应用提供业界最广泛的技术解决方案,包括毫米波前端模块 (FEM)、独立或集成的毫米波收发器和基带芯片,以及用于移动和网络的高性能应用处理器。

我们的路线图包括 RF-SOI、硅锗 (SiGe) 和 CMOS 产品,其中包括各种成熟和先进的节点,这些节点具有射频优化选项,并与广泛的 ASIC 设计服务和 IP 相结合。这些针对特定应用的解决方案支持从超低能耗传感器到具有长电池寿命的超高速器件,再到支持片上存储器的更高集成度等各种功能,从而满足客户对 5G 的各种需求。

  • 5G RF and mmWave Transceivers and Baseband Processing: Whether it’s for 5G <6GHz applications or the new 5G mmWave bands, GF’s broad range of CMOS technologies with FinFET, FD-SOI and more mature bulk CMOS technologies have optimized RF and mmWave offerings that allow our customers to make the best design trade-offs between cost, power consumption and performance. GF’s FD-SOI technologies (22FDX and 12FDX) are truly differentiated CMOS platforms that provide the lowest power consumption solution for any RF or mmWave transceiver. In addition, FDX is very well suited to address another part of the 5G standard, massive IoT networks. GF’s optimized solutions provide customers a flexible and cost-effective solution to integrate RF and mmWave transceivers with baseband modem or digital “calibration” processing in 5G handsets and base stations, NB-IoT solutions and other high-performance applications.
  • 5G 毫米波前端模块:GF 的 RF-SOI 和 SiGe 解决方案(130 纳米-45 纳米)为带有集成开关的 FEM、低噪声放大器和功率放大器应用提供了性能、集成度和能效的最佳组合。对于某些应用,如 5G 毫米波手机和小型基站,GF 的 22FDX 毫米波优化产品可将 FEM 和收发器集成到单个芯片上,在成本、功耗和占地面积方面具有显著优势。GF 的毫米波解决方案专为 6 GHz 以下到毫米波频段的应用而设计。
  • 先进的应用处理:GF 基于 FinFET 工艺的先进 CMOS 技术为下一代智能手机处理器、低延迟网络和大规模 MIMO 网络提供了性能、集成度和能效的最佳组合。GF 现已推出先进的 CMOS 解决方案。
  • 5G 无线基站定制设计:公司的专用集成电路 (ASIC) 设计系统(FX-14 和 FX-7)通过支持高速 SerDes 上的无线基础设施协议、集成先进封装的解决方案、单片机、ADC/DAC 和可编程逻辑,实现了优化的 5G 解决方案(功能模块)。

毫无疑问,5G 将在帮助下一代网络提供用户与其设备之间的 "零距离连接 "方面发挥不可或缺的作用,使人们能够充分利用云的处理能力以及边缘到边缘的连接。随着 5G 需求的快速增长,GF 将继续与合作伙伴合作,提供解决方案,帮助我们的客户在这一竞争激烈的领域取得成功。明年,我们将继续推出有关 5G 技术解决方案的新细节,敬请期待。

关于作者

巴米-巴斯塔尼博士

巴米-巴斯塔尼博士

Bami Bastani 博士是 GLOBALFOUNDRIES 射频(RF)业务部门的负责人,负责扩大公司在射频领域的业务领导地位。

Bastani 在半导体行业拥有超过 35 年的行业经验,包括从元件到系统级的射频技术。在加入 GLOBALFOUNDRIES 之前,他是全球企业级 Wi-Fi 网络解决方案供应商 Meru Networks 的总裁、首席执行官兼董事会成员。在公司任职期间,Bastani 将 Meru Networks 从一家硬件公司转变为解决方案提供商,提供软件、软件定义网络(2015 年 SDN 卓越奖)和订阅云产品(WaaS)组合。

Bastani 博士还曾在移动、消费和宽带市场担任总裁、首席执行官和董事会成员,包括 Trident Microsystems 公司和 ANADIGICS 公司的总裁兼首席执行官。此外,他还曾在富士通微电子公司、美国国家半导体公司和英特尔公司担任高管职务。

Bastani 博士拥有俄亥俄州立大学微电子学博士和硕士学位。

 

2018年真会成为“5G元年”吗?

作者: Dr. Bami Bastani

当我度假回来时,我以为发生了时间扭曲。我是否一觉睡过了一月份,接近二月底才醒来?我本来预计会像通常一样看到关于即将到来的国际消费电子展(CES 2018)上要展出的新奇产品的大量消息。不料,我看到的是一篇接一篇关于下一代5G移动网络的故事,而这一般是巴塞罗那移动世界大会才有的内容。

不管时间扭曲与否,有一点很明确:2018年将是对5G有重大意义的一年。预计到2020年市场上将有84亿台联网设备,为了连接如此多的设备,对超高速、高带宽、低延时网络的需求正在加速增长。5G即将到来,但不会说来就来。

高通公司1月10日的主题演讲无疑将使CES 2018的5G热推到高潮。高通公司总裁Cristiano Amon将同与会者分享高通公司如何在5G时代引领行业发展。我们有幸在去年9月份的格芯技术大会(GTC 2017)上听到了Cristiano关于此次发言的预告,他当时在给我们做主题演讲。他的一个重要观点是,5G网络的苛刻要求驱使芯片组的复杂性提高。这意味着硅片创新对于实现向5G过渡至关重要。

格芯提供全面的半导体技术来帮助客户向下一代5G无线网络过渡。我们拥有业界最广泛的技术解决方案,适合各种5G应用,包括毫米波前端模块(FEM)、独立或集成毫米波收发器与基带芯片,以及用于移动和联网的高性能应用处理器。

我们的路线图包括RF-SOI、硅锗(SiGe)和CMOS产品,其中有各种成熟先进的节点,RF优化选项与广泛的ASIC设计服务和IP结合在一起。这些专用解决方案满足了客户多种多样的5G需求,支持广泛的功能——从超低能量传感器,到具有持久电池寿命的超高速器件,再到支持片上存储器的更高集成度。

  • 5G RF和毫米波收发器及基带处理:无论是针对5G sub-6GHz应用还是针对新的5G毫米波频段,格芯类型多样的CMOS技术(FinFET、FD-SOI和更成熟的体硅CMOS技术)都优化了RF和毫米波产品,使我们的客户能够作出关于成本、功耗和性能的最佳设计权衡。格芯FD-SOI技术(22FDX和12FDX)是真正差异化的CMOS平台,可为任何RF或毫米波收发器提供最低功耗的解决方案。此外,FDX非常适合解决5G标准的另一部分需求——大规模IoT网络。格芯的优化解决方案为客户提供一种灵活且经济高效的方法,以将RF和毫米波收发器与基带调制解调器或数字“校准”处理集成起来,适合5G手机和基站、NB-IoT解决方案及其他高性能应用。
  • 5G毫米波前端模块:格芯RF-SOI和SiGe解决方案(130nm-45nm)为集成开关、低噪声放大器和功率放大器的FEM提供最佳的性能、集成度与功效组合。对于某些应用,例如5G毫米波手机和小型基站,格芯22FDX毫米波优化方案使得将FEM和收发器集成到单个芯片成为可能,这在成本、功耗和尺寸方面有着显著的优势。格芯毫米波解决方案旨在服务于从sub-6 GHz到毫米波频段的应用。
  • 先进应用处理:格芯基于先进CMOS FinFET的工艺技术为下一代智能手机处理器、低延时网络和大规模MIMO网络提供最佳的性能、集成度与功效组合。格芯现在提供先进的CMOS解决方案。
  • 5G无线基站的定制设计:格芯专用集成电路(ASIC)设计系统(FX-14和FX-7)通过支持高速SerDes上的无线基础架构协议来实现优化的5G解决方案(功能模块)——集成先进封装、单片ADC/DAC和可编程逻辑的解决方案。

在帮助下一代网络提供用户与设备之间的“零距离连接”方面,5G无疑将发挥无可替代的作用,让人们得以充分利用云端的处理能力和边缘到边缘连接。随着5G需求的加速增长,格芯将继续与合作伙伴合作,提供让我们的客户在激烈竞争中胜出的解决方案。请继续关注我们在未来一年持续发布的5G技术解决方案最新细节。

2017 年的反思:改变世界的 GF

GF 的足迹遍布全球,对当地社区也负有责任。通过 GF 的 GlobalGives 计划,公司为员工提供了在当地社区的教育、慈善和环境领域发挥积极影响的机会。

2017 年,员工们通过多种方式贡献了自己的时间、金钱和物品。以下是员工在 2017 年帮助支持的部分精彩项目和活动。

援助灾民(GF WW)

今年,全球基金会发起了一系列全球活动,以援助一系列自然灾害的受害者,这些灾害在世界各地造成了巨大的损失和破坏。其中包括飓风 "马修"、"艾尔玛 "和 "玛丽亚";南亚洪灾;墨西哥地震;加利福尼亚野火;以及伊朗/伊拉克地震。

GF 团队作出了巨大的响应,为各项事业筹集了宝贵的资金,在某些情况下还包括公司的等额捐款。虽然紧急救援工作的重点是为灾民提供医疗、食品和水供应以及其他关键需求,但在未来几个月里,重灾区的灾民在开始重建家园和社区的过程中将需要更多的支持。

伯灵顿食品捐赠活动(佛蒙特州)

位于佛蒙特州伯灵顿的 Fab 9 举办了一年一度的食品募捐活动,共募集到 4817 磅或近 2.5 吨食品,这些食品将为附近社区带来巨大的改变。与此同时,该站点还举办了一年一度的食物雕塑比赛,志愿者团队将捐赠的食物变成了令人难以置信的创意 "食物雕塑"。

该地区的许多不同服务机构都收到了成箱的食品和其他必需品,这要归功于广发银行 971 码头的帮助,该码头通过储存、称重和运输食品来支持此次活动。在伯灵顿举办的其他社区活动包括冬季物品募捐活动、自行车建造比赛(该比赛使当地一家慈善机构受益)和 Benevity 培训。

玩具募捐活动/开放日(纽约)

位于纽约马耳他的 Fab 8 公司举行了一年一度的 "为玩具募捐"(Toys for Tots Drive)活动,为员工和社区成员提供了在节日期间帮助大首都地区贫困儿童、回馈社会的机会。当地退伍军人在 Fab 8 开放日开始募捐。

作为活动的一部分,GF 还将我们冠名赞助马耳他 5K 赛跑所筹得的善款支票赠送给众多社区组织。活动的高潮是向近十个 FIRSTⒸ 机器人团队和纽约科技谷 (NYTV) FIRSTⒸ 附属合作伙伴赠送支票,他们是 NYTV FIRSTⒸ 2018 年赠款的获得者。2017 年,马耳他站点还向 Ballston Spa 高中捐赠了价值约 3000 美元的设备,用于新建虚拟现实实验室。

希望之发(新加坡)

新加坡分公司举办了一年一度的 "头发换希望 "筹款活动,帮助儿童癌症基金会筹集资金,并提高人们对儿童癌症的认识。新加坡分公司共有 68 名 GF 员工剃了光头,迄今为止共筹集到 116,290.00 美元。

新加坡基地的员工还支持了男孩旅赠送礼物许愿计划,向多个不同的慈善组织提供了 815 份礼物。

圣诞志愿者项目(德国)

Fab 1 在德国德累斯顿为福利组织 Louisenstift gGmbH 的 50 名儿童和青少年募集礼物。这六组来自弱势家庭的儿童年龄从 3 岁到 17 岁不等。他们中的许多人无法与家人一起庆祝圣诞节。员工们还向两个慈善组织捐款:Treberhilfe Dresden e.V.(为无家可归或没有任何收入来源的青少年提供帮助)和 INTERPLAST Germany e.V.(由萨克森州的外科医生和护士组成,在休假期间免费为坦桑尼亚(非洲)的病人做手术)。

ALS 步行/治疗部队计划(纽约)

纽约州东菲什基尔的 Fab 10 团队参加了每年一度的哈德逊河谷 ALS 步行活动。这是一次缅怀和纪念受 ALS 影响的亲友的步行活动,所筹资金用于支持当地社区的 ALS 患者,并帮助推动全球 ALS 研究和公共政策倡议,以找到治疗和治愈这种疾病的方法。

作为 " 款待部队"计划的一部分,GF 员工还与 IBM 一起收集了 16,000 多份点心。GF 员工将饼干、糖果、燕麦片、饼干、薯片和爆米花等点心,以及饮料和卡片带到波基普西 IBM 公司的一个收集点。总共有 211 个包装好的盒子被运往我们的部署人员手中!

唐-爱德华兹旧金山湾保护区(加利福尼亚州)

来自 GF 圣克拉拉分部的员工在唐-爱德华兹旧金山湾 保护区发起了一天的志愿活动,该保护区位于阿尔维索(Alviso),距离校园仅 10 分钟车程。

19 名员工自愿花了约两个小时的时间除草、种植、捡拾垃圾等,帮助保护这一当地瑰宝的自然美景。 GF 志愿者总共捡起了 27 磅垃圾。2017 年,圣克拉拉生产基地的其他社区活动还包括支持红木帝国食品银行的食品募捐活动、返校活动和 "家庭给予树 "节日愿望募捐活动。

奥斯汀食物捐赠活动(得克萨斯州)

来自 GF 奥斯汀工厂的员工参加了 2017 年食品和基金捐赠活动,为 德克萨斯州中部食品银行(Central Texas Food Bank)谋福利。GF 员工总共捐赠了 142 磅食物(可供 113 人健康用餐!)。

德克萨斯州中部食品银行致力于通过三种方式满足德克萨斯州中部人们未得到满足的需求--与有需要的家庭分享免费食品及其低成本健康饮食知识、帮助符合联邦援助计划条件的家庭以及为慈善机构和政府合作伙伴提供负担得起的食品。

Sri Channabasaveshwara 公立学校/Kidwai 纪念肿瘤研究所(印度)

今年,GF 班加罗尔分部向卡纳塔克邦贝拉里的 Sri Channabasaveshwara 官立学校捐赠了一台投影仪和电脑,帮助学生们上 "智能 "课。该学校约有 200 名小学生和 200 名中学生。 学校拥有高素质的教师,他们非常热心,除了学术研究外,他们还关注儿童的全面发展和课外活动,如内部有机园艺、体育和文化表演。GF 还捐赠了一台投影仪,与基德瓦伊肿瘤纪念研究所(Kidwai Memorial Institute of Oncology)合作,为农村地区的癌症宣传营提供支持,基德瓦伊肿瘤纪念研究所是印度著名的癌症研究和治疗综合区域中心,提供先进的诊断和治疗服务。

作为一家公司,GF 始终致力于我们工作所在的社区。通过 GlobalGives,员工可以访问 200 多万个非营利组织,从而实现更广泛的捐赠过程,并有机会通过支持我们的社区来培养同理心。全球各地的 GF 员工都为成为社区的管理者而感到自豪,我们都期待着 2018 年的辉煌。

nvNITRO 正在加速业务发展

作者:Pat Patla作者:帕特-帕特拉

随着数字化转型和其他业务趋势对更多实时决策的需求,信息需求正在急剧增加。收集、传输和存储有助于提高业务洞察力的数据,给企业带来了压力,因为它们要努力优化不断增加的数据流。这对传统系统的影响最大的莫过于存储,信息量和信息的关键性正在推动数据处理和分层方式的快速变化。存储既是大多数环境的瓶颈,同时也是任何应用的最关键组件。

Everspin 创造了nvNITRO™ 技术,以帮助满足对更快、更持久存储不断增长的需求。nvNITRO 基于 GLOBALFOUNDRIES 制造的磁阻随机存取存储器 (MRAM),为数据存储带来了高性能和持久性,实现了新一代的应用性能。

最近,我们在全球高性能计算盛会 Supercomputing 17 上展示了 nvNITRO 的强大功能。

在与 SMART 模块化技术公司合作进行的演示中,SMART 的 NVMe 加速器卡能够以超低延迟驱动高性能。演示中,NVMe 加速器充当了企业固态硬盘的前端缓冲器。虽然固态硬盘正在改变当今的企业,而且所有闪存阵列因其相对于旋转介质的性能优势而越来越受欢迎,但 NAND 内存仍然无法与 MRAM 的高速度和低延迟相媲美。

交易处理只是我们认为 MRAM 大有可为的领域之一。在这些环境中,为了保证交易的完整性和合规性,许多系统要求在开始下一个新交易之前对每笔交易进行记录或日志记录。这些应用(如银行业务、支付处理、股票交易、电子商务、供应链或 ERP/CRM 等)均可受益于 nvNITRO 技术。随着信息流量的增加,如果不能快速高效地处理,额外的日志记录就会成为瓶颈。

使用 MRAM 存储加速器作为固态硬盘的前端,只需固态硬盘所需的一小部分时间即可实现事务日志记录。通过使用 MRAM,nvNITRO 的延迟时间缩短了 9 倍,这意味着每秒可以记录更多的事务,从而有可能提高总体应用吞吐量。

恒品博客 12 月

MRAM 的另一个关键优势是能够保持数据状态,而无需电池或超级电容器。对于这些企业来说,写入大量事务还带来了速度之外的第二个挑战--无论底层系统处于何种状态,都要保持数据。通常情况下,当系统断电或电源中断时,正在写入或日志记录的 "飞行中 "事务可能会丢失,因为标准 DRAM 存储器不具有持久性,而固态硬盘中的 NAND 存储器的写入速度不足以在断电前捕获所有飞行中的数据。有了 MRAM 的持久性,就可以更快地写出这些数据,从而减少缓冲区中存储的数据。如果系统确实需要重新启动,这些数据在初始化时仍将持久保存在 MRAM 中。在监管机构对每笔交易进行严格审查,并可能要求金融公司 "重放 "其交易的今天,确保首次正确记录所有内容就显得弥足珍贵。这种保护不仅仅是对数据的保护,实际上也是对公司的保护。

超级计算大会上人流如织,我们很高兴看到我们的演示引起了如此大的反响。像MRAM这样的技术可以成为许多未来平台的重要基础。通过各种接口将nvNITRO技术集成到存储解决方案中的能力--直接作为PCIe或U.2设备、集成到机箱中或直接集成到系统板中--意味着有各种各样的实施方案可以满足特定需求。有关 nvNITRO 的讨论总是从所展示的具体使用案例开始,但最终会变成 "嘿,你能......吗?这就是有趣的地方。

除了我们在 nvNITRO 演示中展示的 STT-MRAM 外,STT-MRAM 还可以通过 GF 以嵌入式 MRAM (eMRAM) 的形式提供给那些需要持久性、耐用性和写入性能的应用,而嵌入式闪存 (eFlash) 却无法提供这些性能。随着无人机、物联网和自动驾驶汽车等领域的发展,在设计中直接嵌入 MRAM 的价值也将与日俱增。今天的 nvNITRO 解决方案基于我们的合作伙伴 GF 生产的 Everspin 40nm STT-MRAM 技术。此外,GF 现在还提供用于22FDX eMRAM 的工艺设计套件。GF 预计客户将于 2018 年第一季度开始在多项目晶圆 (MPW) 上进行 MRAM 原型开发。

我们看到了当今加速存储海量数据流的直接机遇。这些大量的遥测数据需要以一种既能确保快速捕获又能长期保存的方式进行有效处理。但是,随着 MRAM 和 eMRAM 继续获得市场动力(将传统内存和存储产品移至一旁)以及外形尺寸的缩小,我们将看到更大的机遇。今天,我们正在加速后端存储和处理过程,但我们不难看出,MRAM 和 eMRAM 有可能集成到创建这些数据的前端和边缘设备中,而这正是事情开始变得更加有趣的地方。

如果《超级计算机 17》能够说明这一点,那么 MRAM 的未来将一片光明。

关于作者

帕特-帕特拉

帕特-帕特拉

Pat Patla 是 Everspin 市场营销高级副总裁。他负责推动 Everspin 的战略方向,领导市场营销工作以促进公司业务的增长,包括产品路线图以及全球市场营销战略的制定和执行,从而巩固公司的领导地位。

在加入 Everspin 之前,Pat 是一家私营半导体公司 KNUPATH 的高级副总裁兼总经理,负责制定机器学习领域的产品路线图战略。此外,他还担任过多个高级管理职位,包括三星公司服务器业务营销副总裁、Advanced Micro Devices 公司服务器和嵌入式部门副总裁兼总经理。Pat 还在戴尔公司领导推出了 PowerEdge 服务器,在多插槽服务器市场取得了第一的市场份额。

Pat 持有伊利诺伊州芝加哥德保罗大学营销管理理学士学位。

现在是采用 eFPGA 技术的时候了

作者:Timothy Saxe蒂莫西-萨克斯

在 SoC 设计中嵌入 FPGA 技术并不是什么新想法。 事实上,QuickLogic早在 1999 年就推出了 FPGA/hard PCI 控制器 SoC,近二十年来我们一直在这样做。 当时的价值主张与现在相同。 更高的集成度可提供更高水平的功能、性能和设计灵活性,同时降低成本、功耗和电路板空间要求。 那么,为什么eFPGA 技术没有更早起飞呢?

答案的根本在于芯片成本与开发成本之间的关系。 让我们从芯片尺寸和成本谈起。 1999 年,我们的 PCI 设备采用了 0.35 微米工艺,每个逻辑单元使用了 24,650 平方微米。 到 2002 年,我们的 QuickMIPs 器件采用了 180 纳米工艺,每个逻辑单元的面积为 9,306 平方微米,不到 FPGA 功能面积的一半。 如今,我们的最新设备EOS™ S3 传感器处理平台采用了 40 纳米工艺技术,每个逻辑单元的芯片面积仅为 961 平方微米,FPGA 功能达到了更高的水平。 与过去 18 年相比,这些器件的 eFPGA 部分的芯片面积大约缩小了 25 倍。

eFPGA 技术对芯片面积的要求较低,这意味着它可以集成到 SoC 中,而设备总成本仅有很小的增加。 例如,我们估计,在使用 40 纳米工艺技术制造的设备中,在 3mm x 3mm 的裸片上增加 1,000 个 eFPGA 逻辑单元只会使裸片总尺寸增加约 10%。 根据芯片产量和封装成本的不同,相应的成本增加百分比会略有高低,但这种器件的成本增加是微不足道的。 考虑到我们前面介绍的所有优点,从器件的角度来看,其价值主张现在看起来确实很有吸引力。

让我们继续来看看开发成本。 更先进的工艺技术开发成本更高,需要更复杂的设计和验证工具,而这些工具的成本更高,要求 SoC 设计人员在设计周期中投入更多时间。 如果设计出错,或者功能出错,或者试图提供产品扩展,或者应对一组分散但相关的市场机会,或者跟上快速发展的市场需求,都需要额外的掩模旋转,而现在的成本要比十年或二十年前高出很多。

在当今高度复杂的 SoC 世界中,现实情况是硅片很便宜,但开发却很昂贵。

那么,节俭的开发人员该怎么办呢? 答案是嵌入合理数量的 FPGA 技术。 虽然增加的芯片成本相对较小,但他们可以通过增加高度的制造后设计灵活性来充分利用其高额的开发投资。 他们不再需要昂贵的设计和验证掩模旋转来修复错误、更改功能或应对新的市场机遇或快速发展的标准,而是保持器件的 "硬连线 "部分不变,只需更新可编程 FPGA 部分即可。 事实上,据我们估计,通过使用嵌入式 FPGA 技术,公司可以为同一设计的两个变体轻松节省 40% 的开发成本。 这还不包括更高的峰值收入水平、毛利率和更长的上市时间,这些都与在正确的时间向市场推出正确的产品有关。

eFPGA 技术尤其适合与 GLOBALFOUNDRIES 合作的 SoC 设计人员。 与上一代节点相比,新的22FDX®工艺需要的掩模更少,为新器件带来了巨大的经济效益。与 40nm 工艺相比,其动态背偏压功能可将功耗降低约 78%(@0.6V)。 这使其非常适合我们的 eFPGA 用户所瞄准的低功耗和超低功耗可穿戴、可听和物联网应用。

因此,如果您是 SoC 开发人员或管理者,通过结合 QuickLogic 的 eFPGA 技术和 GLOBALFOUNDRIES 的 22FDX 工艺,您将获得更低的开发成本和更高的利润。时不我待。

关于作者

蒂莫西-萨克斯

蒂莫西-萨克斯

工程高级副总裁兼首席技术官

Timothy Saxe(博士)自 2008 年 11 月起担任公司高级副总裁兼首席技术官。2016 年 8 月,他将这一职务扩展至工程高级副总裁。Saxe先生自2001年5月加入QuickLogic公司,在过去的15年中,他曾担任过工程副总裁、软件工程副总裁等多个行政领导职务。Saxe 博士曾担任半导体制造公司 Actel Corporation 的闪存工程副总裁。Saxe 博士于 1983 年 6 月加入 GateField Corporation(一家设计验证工具和服务公司,前身为 Zycad),并于 1993 年创办了该公司的半导体制造部门。Saxe 博士于 1999 年 2 月成为 GateField 的首席执行官,直到 2000 年 11 月 GateField 被 Actel 收购。Saxe 先生拥有北卡罗来纳州立大学电子工程学士学位、斯坦福大学电子工程硕士学位和电子工程博士学位。

 

AutoPro™:帮助实现互联的自动驾驶汽车

作者:马克-格兰杰马克-格兰杰

汽车半导体市场正进入高速发展阶段。目前,平均每辆汽车的半导体含量约为 350 美元,但预计到 2023 年将再增长 50%,因为整个汽车半导体市场将从 350 亿美元增长到 540 亿美元。

推动这一强劲增长的是发展我们所称的'互联汽车'的需求。这个术语指的是汽车中的多个电子系统,这些系统从有线和无线传感器中收集数据,并与高性能处理器和模拟/功率半导体相结合,为汽车提供半自动和最终完全自动的能力。

这些功能包括碰撞和盲点警告等高级驾驶辅助系统(ADAS)、复杂的信息娱乐和电信选项,以及对动力总成等主要车辆子系统的精确电气控制等。

互联汽车的发展正在推动汽车供应链发生根本性变化,这为 GF 带来了独特的机遇。传统上,汽车供应商有不同的层级。处于供应链顶端的是汽车制造商本身,即原始设备制造商(OEM)。博世大陆、德尔福等一级供应商直接向原始设备制造商供应汽车级零部件和系统。

二级供应商一直是我们的定位。二级供应商(如半导体公司)传统上为一级供应商提供汽车系统部件,往往不直接与原始设备制造商合作。然而,这种情况正在发生变化。随着汽车中使用的电子系统越来越多,也越来越复杂,因此更需要了解系统架构和网络,并将复杂的 IP 和质量标准引入到满足这些需求的 SoC 和其他芯片的设计和制造中。

这正是我们在 GF 所做的工作。正因如此,我们最近发布了一个名为 AutoPro™ 的平台,为原始设备制造商和其他汽车客户提供广泛的技术解决方案、设计和制造服务,帮助他们实现互联智能,同时最大限度地减少认证工作,加快产品上市时间。

AutoPro 以我们 10 年的汽车行业经验为基础,充分利用 GF 为汽车客户提供的各种技术。它包括我们的硅锗(SiGe)、FD-SOI(FDX™)、射频和高级 CMOS FinFET、封装和知识产权 (IP) 技术。

重要的是,它还包括直接与原始设备制造商合作的系统级架构师。近年来,GF 聘请了许多像我本人这样拥有丰富汽车 SoC 经验的人员,而收购 IBM Microelectronics 后,我们业界领先的 ASIC 业务中的网络系统设计师也是无与伦比的。

AutoPro 解决方案支持从 2 级到 0 级的所有AEC-Q100 质量等级,此外,我们还通过 AutoPro 服务包确保技术就绪、卓越运营和健全的汽车就绪质量系统。

这使客户能够获得最新技术,以满足ISO国际汽车任务组 (IATF)汽车电子委员会 (AEC) 和VDA(德国)标准中规定的严格汽车质量要求。

虽然AutoPro 最近才推出,但我们已经与汽车原始设备制造商合作。 其中值得一提的是奥迪公司,该公司称我们的汽车产品对于更快、更可靠地交付下一代汽车电子产品至关重要。

虽然为时尚早,但我们面前的道路是坦荡的。

关于作者

马克-格兰杰

马克-格兰杰

GLOBALFOUNDRIES 负责汽车业务的副总裁 Mark Granger 在高性能 SoC 产品设计和产品管理领域工作了约 20 年,最近的工作是在英伟达(NVIDIA),领导公司为自动驾驶汽车提供领先的应用处理器。

 

高管视角:中国发展战略

作者:Wallace Pai华莱士-派

今年早些时候,GLOBALFOUNDRIES 宣布计划与成都市合资,在中国西南部四川省省会成都建设一座 300mm 晶圆厂。

我们这样做是为了利用中国半导体行业正在发生巨变这一事实。中国的当务之急是在未来几年内大幅提高半导体的自给率,因为虽然中国是世界上增长最快的半导体市场,但目前中国原始设备制造商生产的设备所使用的芯片约有 80% 必须进口。

成都将这一自给自足的举措视为将自己打造成中国新兴半导体产业硅谷的契机。虽然游客们可能对这座古城的大熊猫、麻辣美食、文化遗产和自然风光耳熟能详,但从商业角度来看,它却是一座不折不扣的现代化国际大都市,拥有世界一流的基础设施、友好的商业态度和大量精通技术的劳动力。

许多外国跨国公司(如英特尔德州仪器西门子)以及亚洲大型企业(如富士康,全球约三分之二的 iPad 都是在这里生产的)都在这里落户。

因此,成都正在为潜在的产业合作伙伴提供有吸引力的财政、教育和其他激励措施,目标是发展整个芯片设计和制造生态系统,为中国市场服务。

这为 GF 提供了一个绝佳的落地机会,不仅可以生产中国电子制造商所需的芯片,还可以作为一个值得信赖的合作伙伴,凭借独具优势的世界级技术资源,在支持发展中的中国半导体行业方面发挥关键作用。

因此,尽管其他城市对我们的工厂兴趣浓厚,我们还是选择了在成都建设工厂。11 号厂房将于明年竣工,届时将成为中国最大、最先进的 300mm 晶圆厂之一,并将成为我们面向中国市场生产22FDX®的中心。

起初,我们将在那里生产 130nm-180nm 主流技术,产能为每月 20,000 个晶圆起始点 (wspm)。然后,在 2019 年下半年,我们将开始批量生产高度差异化的 22FDX(FD-SOI)技术,预计产能为 65,000 wspm。最终将有约 3500 名员工参与 11 号厂房的运营。

Fab 11 增加了我们在中国已有的资源。几年前,我们在上海设立了销售办事处,目前有 50 名员工,分别负责现场应用工程师、销售、市场营销和其他技术支持职能。

但由于收购了 IBM Microlectronics,我们现在还能提供高度差异化的射频技术组合和一个非常庞大的 ASIC 设计/开发团队,上海约有 150 人,北京约有 40-50 人。随着我们 ASIC 业务的不断发展,这些人员的数量也将不断增加。我们的 ASIC 产品非常强大,拥有业界最广泛的 ASIC 设计服务、差异化知识产权 (IP)、定制芯片和先进封装,可提供真正的端到端解决方案。

构建 22FDX 生态系统,充分利用 ASIC 功能

成都政府正确地认为,我们的 22FDX 技术是成都努力成为不断发展的中国芯片产业重心的关键优势,我们的存在就像一块磁铁,将吸引更多的技术公司,使成都成为国际卓越的半导体中心。

这是因为 22FDX 集性能、射频功能、功率、尺寸和成本于一身,非常适合中国关注的终端市场--用于移动、物联网 (IoT)、驾驶辅助/自动驾驶和 5G 应用的电池供电无线计算设备。

除了晶圆厂之外,我们还与合资伙伴一起,帮助开发整个基于 22FDX 的生态系统,其中包括 IP、EDA 和设计服务公司,他们将成为我们未来的客户和合作伙伴。这个生态系统将对 22FDX 技术在中国的最终推出起到至关重要的作用,因为这些公司已经知道如何使用 22FDX 技术,并在设计创新电子产品时熟悉 22FDX 技术的优势。

例如,中国有 700 多家无晶圆厂半导体公司,而且这一数字还在快速增长。虽然有些公司在技术上比其他公司更先进,但总体而言,这些公司非常需要专家帮助和技术援助。我们在国内的 ASIC 工程师已经与其中一些公司就 22FDX 项目进行了现场合作,这实际上意味着,尽管 11 号厂房本身仍在建设中,但我们已经在该技术领域开展了业务。

在整个大中华区,我们的现有客户既有一级公司,也有许多小型公司,但随着我们引进更多的能力和技术(如 22FDX 技术),我们正在与以前无法服务的客户一起创造机会。

这只是开始

中国的半导体产业实际上才刚刚起步。目前,包括我国在内的全国各地有 10 多座晶圆厂正在建设之中,整个工业基础设施正在形成。

从这个角度看,我们的新工厂不仅仅是一个生产设施,而是我们在中国光明未来的具体象征。

关于作者

华莱士-派

Wallace Pai 于 2016 年 7 月被任命为 GF 副总裁兼中国区总经理。他常驻上海,负责推动公司在大中华区的战略方向和发展,同时扩大 GF 在该地区的业务和客户群。

他在中国数十年的工作经验以及广泛的商业伙伴和人际关系网络,使他对中国企业的运作方式有着敏锐的了解,并在移动市场领域积累了丰富的相关经验,而这正是广发基金的主要目标。

在担任摩托罗拉、高通、三星和 Synaptics 高级管理人员的整个职业生涯中,Pai 曾在中国制定战略并领导了多项战略计划和投资。他能说流利的普通话和广东话,在整个大中华区拥有广泛的商业网络。

Pai 拥有哈佛商学院 MBA 学位和密歇根大学安娜堡分校 MSEE 学位。职业生涯早期,Wallace 曾担任麦肯锡公司顾问和英特尔公司微处理器设计工程师。

 

高层视角:格芯FDX™技术良性循环的开端

在我们竞争激烈的行业内, 公司持续挑战自我并不断前进是十分重要的,否则公司将面临逐渐落后的困境。在格芯, 不断前进意味着我们敢于想象并在过往不曾开拓的道路上勇敢尝试,为客户提供独特价值。

在格芯,被我们称为 FDX™的全耗尽式SOI技术就是勇于尝试的例子之一。您已在最近频繁得到我们关于FDX技术的消息。我们的22纳米和12纳米 FDX制程是低功耗、移动类及高度集成SoC应用的理想选择,是我们许多用户在市场中的甜区。

我们为物联网系统独立开发了22FDX®技术,(根据McKinsey & Company基于Gartner, iSuppli, Strategy Analytics的量化预测分析)我们预测物联网市场将在2020年前为半导体提供500亿美金的市场机会。利用软件控制的背栅偏置功能,22FDX®技术提供14/16纳米FinFET技术的性能,同时,它还支持利用电池功能的物联网应用所需的超低功耗系统及超低漏电设计库。此技术是为提供高性能数字库与高性能模拟及射频电路的集成而设计。

第一例IP和硅技术的实现证明,22FDX平台在满足物联网需求之余,同时也是低端到中端智能手机单芯片集成的理想选择。此外,拥有22FDX平台的我们打破了半导体技术开发的固有模式。在固有模式中,最先进的节点总是为高性能的数字逻辑应用而开发,自此两年后,模拟及射频将作为辅助技术被加入到制程工具包,此时,追求先进性能的用户已移至下一数字化节点。最终,再一个两年过后,你将有可能拥有非易失性内存(NVM)的集成能力。这意味着,所有得益于NVM的系统都必须使用已存在4年之久的技术来集成逻辑IP。

22FDX平台使我们的客户得以打破这一局面,帮助客户设计智能的、全集成(例如最低的功耗及系统成本)并连接的(例如芯片上射频系统)系统。我们观察到,不只是正在使用28纳米技术的客户,还有使用55纳米及40纳米(射频或NVM)的客户都已在考虑直接转移至22FDX,以利用这一充满竞争力的技术优势。

我们现已与大量客户展开了FDX技术上的合作,而其中一大部分客户已进入产品原型制造阶段。FDX技术是我们产品的基石,我们也在挑战自我,为客户在尽可能短的时间内带来属于用户的基于FDX的产品。细致来说,我们努力提供可用的设计工具及IP,让客户得以使用FDX技术的软件控制背栅偏置能力。

FDXcelerator合作项目就是为此目的被发展出来的。此项目为合作开发模式,为客户提供尽快将基于FDX的SoC推入市场所需的全面支持与资源。请将此项目看作一个完整的生态系统,此生态系统包含了通过资格验证的专家级合作伙伴,以及包括了格芯在内的供应商,我们已做好准备,随时为客户提供任何的帮助,将创新的SoC方案快速而低成本低带入市场。

不管是对于大或小的业务,强大而具有战略性的合作关系都是至关重要的。请让我以我的个人经历作为例子。在15年前,我在德州仪器内部开启了新的业务,致力于为移动电话开发微控制器设计方案。我在早期预测到手提电话将智能化、拥有高级的操作系统、下载应用的能力、分享媒体的能力以及更大的手机屏幕。我们称这款微处理器为OMAP处理器。(这个世界在过去的15年里发生了多大的变化啊!!!)

为了OMAP,我们成立了类似于FDXcelerator的生态网络,并称之为OMAP技术中心项目,以打破设计的局限,为客户带来最为优秀的技术合作伙伴以及优化的软件方案和OMAP技术所需的设计工具。

很快,我们的合作伙伴适应了新的资源、技巧、工具和多媒体软件或基础软件方案,为OMAP平台提供了支持并在新兴的智能手机市场占领先机,成为了市场内的领导者。OMAP的客户在各自的市场内都获得了成功,这都得益于他们以加快的步调进行了开发。OMAP技术中心—我们的合作伙伴—一同快速发展并分享了胜利的果实。

再回到原来的话题:我们预测22FDX SoC的设计复杂程度与所需的投入强度远低于FinFET技术,而充分利用软件控制的背栅偏置是SoC设计的新方式。这种不同并不会更加复杂。(根据Gartner的研究显示,FinFET的设计复杂程度是28纳米技术的两倍。)

若是没有专家的帮助,我们断无可能如此快速出色地完成目标。而提供专家的帮助,正是FDXcelerator项目的宗旨。

目前,我们已官方宣布了与7家世界级伙伴的合作关系,仍有许多其他的企业正在寻求加入的机会。每一位被我们评估并选中的合作伙伴,都承诺向客户提供专注的服务、具体的资源,此项目现已包括:

  • 设计工具(EDA) – 已植入业内领先设计流程的模块,利用独特的FD-SOI 体偏置功能
  • 设计单元(IP) – 完整单元库,包括基础IP,接口及复杂IP,使晶圆厂用户使用经验证的IP单元,更快开始设计
  • 平台 (ASIC)
  • 参考方案– 新兴应用领域的系统级专精,加速投入市场
  • 封装与测试方案(OSAT)– 开启最先进的SoC送达服务
  • 其他资源– 专注于FDX的设计咨询及其他服务

以上所有服务提供了来自格芯FDX技术的独特的收益与额外价值。

我认为FDXcelerator合作项目是客户加快投入市场速度的关键因素。它是FDX技术良性循环的催化剂,我们鼓励更多的客户将技术重心转移至FDX技术,而客户的设计理念与参与将进一步刺激生态系统的增长,而这将吸引更多的客户并就此不断循环。

我们正在为合作伙伴们创造业务成功的机会,同时,通过提供现有的方案与资源以增加设计创造力,我们也为客户提供加速进入市场的优势。

能在这个转变的开始参与到其中来令人兴奋。我很自豪成为我们客户的合作伙伴,并已迫不及待见证他们使用我们的技术获得成功!

不包括“传统互联网设备”如笔记本电脑及智能手机。不包括汽车类应用。粗略先期预估基于设备种类划分。在通讯类、数字化嵌入式内存类里,假定SoC具备简单设备的通讯功能与内存集成。