Presto工程公司作为ASIC合作伙伴加入GLOBALFOUNDRIES生态系统

2018年5月15日,加州圣何塞--半导体产品工程和供应链管理的全球领导者Presto工程公司今天宣布加入GF的合作伙伴生态系统GLOBALSOLUTIONS®,提供从构思到生产的服务。作为生态系统的合作伙伴,Presto将基于GF的技术和服务为全球客户提供其硅片后工程和生产的交钥匙解决方案。

格芯认证Synopsys IC Validator用于核签物理验证

Synopsys, Inc.(纳斯达克:SNPS)今天宣布,GLOBALFOUNDRIES(GF)已认证Synopsys IC Validator工具在GF 14LPP工艺技术上进行物理签收。通过这项签收认证,设计人员可以利用IC Validator的速度和可扩展性,同时确保高水平的可制造性和最大产量。经过认证的运行集,包括DRC、LVS和金属填充技术文件,今天可以从GF获得。

Synopsys IC验证器通过GLOBALFOUNDRIES的物理验证签名认证

Synopsys, Inc.(纳斯达克:SNPS)今天宣布,GLOBALFOUNDRIES(GF)已认证Synopsys IC Validator工具在GF 14LPP工艺技术上进行物理签收。通过这项签收认证,设计人员可以利用IC Validator的速度和可扩展性,同时确保高水平的可制造性和最大产量。经过认证的运行集,包括DRC、LVS和金属填充技术文件,今天可以从GF获得。

SiP 与 eNVM:哪个最适合我的 MCU?

作者:张亚峰作者:张亚峰

蓬勃发展的汽车和物联网市场推动了对微控制器 (MCU) 日益增长的需求。最新预测显示,未来五年MCU整体复合年增长率(CAGR) 将达到 4%,尤其是汽车 MCU 的复合年增长率将接近 14%。

非易失性存储器 (NVM) 是微控制器的关键元件,因为它不仅需要存储代码,还需要在产品的整个生命周期内存储操作数据。

两种 NVM 解决方案

有两种 NVM 解决方案通常用于制造 MCU:直接嵌入片上系统 (SoC) 的 NVM 或作为系统级封装 (SiP) 解决方案与逻辑芯片组装在一起的独立外部 NVM 芯片。带有嵌入式 NVM(eNVM)的 MCU 采用包含 eNVM 的特殊逻辑工艺制造,MCU 运行所需的一切均在该单芯片内完成。对于使用 SiP 解决方案的 MCU,NOR 闪存芯片和逻辑芯片封装在一起。因此,代码和数据脱离逻辑芯片,存储在独立的 NOR 闪存芯片上。

顶级 MCU 供应商主要在其产品中使用 eNVM 解决方案,但 SiP 解决方案对较小的公司来说可能是一个有吸引力的选择。这些公司可能会缩短产品上市时间,部分原因是使用现成的标准逻辑工艺可以简化和缩短设计周期。然而,SiP 解决方案可能无法满足许多物联网和汽车应用的所有要求。考虑到高增长 MCU 应用对成本、功耗、速度、安全性、稳定性和可靠性的要求,使用 eNVM 通常是更优的解决方案。

选择最佳解决方案

要为应用选择最佳解决方案,可以考虑根据终端市场对功耗、开机时间、速度、安全性、可靠性和成本的主要要求,对这两种解决方案进行以下比较:

  • 功耗:eNVM 的有功功耗比 SiP 低 30% 以上,因为 SiP 闪存需要持续的 IO 切换。因此,GF 建议将 eNVM 用于需要低功耗的电池供电物联网应用。GF 和 eVaderis 正在共同开发一种使用 22FDX 和 eMRAM 的低功耗 MCU。
  • 上电时间:eNVM 的上电时间和访问第一个数据的时间比 SiP 快 20 倍(5µs 对 100µs),因为 eNVM 是 XIP,而 SiP 闪存则需要将数据复制到片上 SRAM。因此,对于需要极快上电和读取时间的常关断应用,GF 推荐使用嵌入式 eNVM。
  • 速度:eNVM 的读取速度是 SiP 的 2 倍(400MB/秒对 200MB/秒),因为 eNVM 宏具有 x32 至 x128 位 IO 总线宽度,而 SiP 使用的是 x4 或 x8 位。
  • 安全性:eNVM 比 SiP 具有更高的安全性,因为 eNVM 宏可以定制,而且 SoC 可以使用 PUF 等 IP 来增强安全性。相比之下,SiP 闪存是市场上的标准产品,无法增加额外的安全性。因此,GF 建议高安全性应用采用 eNVM。
  • 可靠性:eNVM 具有更高的可靠性,因为它作为单个 SoC 达到了所需的可靠性水平,而 SiP 闪存只能通过对已知好芯片 (KGD) 和封装进行严格的测试筛选来实现高可靠性。用于 GP-MCU 应用的 2x 纳米模式 CMOS 嵌入式 STT-MRAM 阵列
  • 成本:要比较两种解决方案的成本,必须考虑几个因素:
    • NVM 存储器密度和整个芯片尺寸,决定了有无 eNVM 的单晶片毛重
    • 晶圆价格,含或不含 eNVM
    • 为 SiP 解决方案提供额外的片上 SRAM 密度,用于在开机时从外部闪存下载代码
    • 用于 SiP 解决方案的闪存 KGD 价格
    • 晶圆测试成本,含或不含 eNVM
    • 其他因素,如晶圆良品率、有无 eNVM、SiP 解决方案 FT 良品率损失、管理成本等

成本比较

下面的成本比较包括六种典型的 NVM 存储器密度(2Mb、4Mb、8Mb、16Mb、32Mb、128Mb),分别在带有 eFlash 的 GF 40nm LPx 平台和带有 eMRAM 的 22FDX®(22nm FD-SOI)平台上实现。

由于每家公司的 SiP 解决方案都有不同的上电方法,因此会使用不同的片上 SRAM 密度来 "隐藏 "外部闪存。以下结果假设了 SiP 的理想情况,即 SiP 解决方案和 eNVM 解决方案使用相同的 SRAM 大小。请注意,大多数常见的 SiP 解决方案都会增加 SRAM 容量,以便从外部闪存进行代码阴影处理。

资料来源资料来源:全球半导体公司,2018 年

上图显示,当 NVM 密度小于 16Mb 时,采用 eNVM(eFlash)的 40 纳米平台成本较低,而当 NVM 密度等于或大于 16Mb 时,SiP 解决方案成本较低。

对于采用 22nm FDX 平台的设计,当 NVM 密度小于 32Mb 时,eNVM 解决方案(eMRAM)的成本较低;而当 NVM 密度等于或大于 32Mb 时,SiP 解决方案的成本较低。

比较这两个平台,22FDX eNVM 解决方案(eMRAM)在所有 NVM 密度下的成本均低于 40 纳米 SiP 解决方案。此外,就 22 纳米平台而言,eMRAM 在较高密度(32Mb 以上)下的额外成本为 4% 或更低,同时在功耗、速度、安全性和可靠性方面也优于 SiP 解决方案。

对于更大的 SRAM 密度,eNVM 解决方案的优势就更大了。

那么,哪种解决方案最适合我的 MCU?

总之,eNVM 和 SiP 解决方案都是结合逻辑和 NVM 的可行方法。不过,eNVM 在功耗、速度、安全性和可靠性方面更胜一筹,通常是 MCU 的最佳选择。在成本方面,eNVM 通常比 SiP 成本更低,尤其是 NVM 密度低于 32Mb。在 MCU 制造商考虑其产品的所有权衡因素时,GF 随时准备协助客户选择合适的解决方案,以赢得市场。

在最近的一段技术交流视频中,GF 谈到了嵌入式非易失性存储器与系统封装的利弊。

GF 利用从 130 纳米到 22 纳米的前沿和主流技术平台提供各种eNVM 和 SiP 解决方案,以满足新兴市场的各种需求。单元核心 eMRAM 系列功耗低,是 MCU 和物联网市场的理想之选,超快的存取速度和高存储容量使其成为计算和存储市场的完美伴侣。eFlash 解决方案(以及射频和模拟模块以及各种 IP)针对可穿戴设备、物联网、汽车、工业和消费电子等特定应用进行了优化。 GF SiP 解决方案采用成熟技术,可快速上市。

如需针对您的特定 MCU 架构进行 SiP 与 eNVM 的精确比较,请联系 GF。

关于作者

张亚峰

张亚峰

Yafeng 在半导体行业拥有约 15 年的经验,擅长 NOR 闪存的设计、应用和技术营销。Yafeng 负责 eFlash 130 纳米到 40 纳米产品的技术营销,尤其关注汽车和工业 MCU 客户。

在加入 GF 之前,Yafeng 曾在美光半导体担任高级工程职务,主要负责 45 纳米 NOR 闪存的设计和产品应用。在此之前,Yafeng 曾在 Synopsys 和中芯国际担任多个职位。

Yafeng 拥有中国上海复旦大学微电子工程硕士学位和材料科学学士学位。

VLSI Research 调查显示,FET 与 FD-SOI 相得益彰

作者: Dave Lammers戴夫-拉默斯

"相比过去两年,现在持偏执想法的人少了很多。"VLSI Research 首席执行官 Dan Hutcheson

两年前,市场调研公司VLSI Research Inc.(加利福尼亚州圣克拉拉市)的首席执行官DanHutcheson就全耗尽绝缘体上硅(FD-SOI)主题采访了具有影响力的IC和知识产权经理,发现两个主要问题:设计团队是否能够将外部IP与内部知识产权相结合,以及因此而出现的工艺技术路线图短缺。

Hutcheson今年再次进行该VLSI调研,发现情况已大有改观:2018年受访者表示,由于格芯致力于为其FDX技术提供12nm节点,已大大缓解对路线图问题的担忧。Hutcheson在参加2018年4月下旬举办的SOI硅谷研讨会,向与会者展示2018年度的调查结果时表示,"IP问题也不再如此严峻"。

Dan G. Hutcheson在2018年4月举办的SOI硅谷年度研讨会上展示了其FD-SOI和FinFET调查结果(照片来源:格芯)。

Hutcheson共采访24位调查对象(占据IC和知识产权一半以上市场份额的公司决策者),以期了解在晶体管设计中采用FD-SOI的原因。近四成受访者表示首要原因是 "更出色的模拟增益",另外近四成受访者表示 "可以降低泄露和实现更好的寄生效应"。

2018年的调查参与者现在已经意识到,RF和混合信号技术在FD-SOI中更容易实施,并且普遍认为FD-SOI是更适合5G和毫米波RF SoC的解决方案。

时代已经改变

开展2016年调研时,基于FinFET的工艺才刚刚问世。当时大家认为,FinFET和FD-SOI,只能二择其一。随着FinFET应用的普及,人们开始产生更加多样化的想法。"现在,大多数人认为FinFET和FD-SOI技术相辅相成,可根据具体的应用需求选择使用。"Hutcheson表示。

基于 FinFET 的技术提供更高的性能、集成度和密度。但是,即使过去两年 FinFET 成本因为设备跌价而降低,其设计和掩膜成本仍高于 FD-SOI。

许多受访者表示,FD-SOI的主要优势在于RF,或者模拟、数字和RF集于同一芯片的 "高混合SoC"。正如Hutcheson所言,在重视RF和传感器集成的产品市场中,FD-SOI被视为 "远超过去 "的解决方案。

受访者告诉Hutcheson,SOI上的全耗尽平面晶体管能够提供 "更出色的模拟增益、更合理的匹配,而且更容易匹配。

Hutcheson表示,"因为具备出色的寄生效应,FD-SOI在5G应用中,具有得天独厚的优势。有些人尝试在5G应用中使用鳍片,但鳍片寄生效应起到了决定性的作用。正如受访者所言:'万事万物,总能找到解决办法。

2018年调查选择FinFET的主要原因。首要原因在于先进的FinFET所具备的性能和密度优势。近30%的受访者表示 "从结构基础上说,FD在这些领域不具备成本效益"。约15%的受访者表示他们认为毫米波IC "可以用于体硅"。其他受访者给出了各种各样的理由,包括采用背栅极偏压的设计挑战,认为FinFET生态系统 "没有对手"、缺乏FD-SOI IP,以及 "管理层拒绝 "等。

受访者看到了 FD-SOI晶体管的优势。(资料来源:VLSI Research Inc.)

"我询问了关于体偏置的问题,发现大家表示它被过度吹捧。"Hutcheson说道。一位受访者说道,"如果我对老板说,我们应该采用体偏置只是因为想用,他很可能会说,这太复杂也太冒险,所以就用体硅吧。最好是先向管理层推销FD独特的晶体管特性,然后再补充体偏置功能作为额外优势。"

受调查者表示,FD-SOI具有商业吸引力,其中约30%表示采用FD-SOI实施设计的首要商业原因就是其设计成本更低。 之后则是更低的制造成本、更少的掩膜,以及更快的周期/上市时间。

Hutcheson注意到,物联网标签涵括几大细分市场。对于非常注重功耗的边缘物联网市场-他将其称为 "通过开/关任务坡面,更聪明地使用功率"-FD-SOI具有 "巨大优势"。此外,他说根据调查,对于产品寿命短暂的市场,以及 "芯片设计预算较低 "的公司而言,FD-SOI颇具优势。

基于2018年调查得出的主要结论就是:现在经理和工程师更愿意将FD-SOI视为FinFET的补充,或者在某些情况下,作为符合其公司产品要求的唯一工艺路线图。受调查者中占整整75%的人员表示:他们可能考虑运行两种路线图,一种适用于FinFET,一种适用于FD-SOI。

"两年前,在这个问题上,人们很难抉择:到底该使用FinFET?还是FD-SOI? 彼时,这是一个非此即彼的问题,现在,它更像是一个两者皆选的问题。

关于作者

戴夫-拉默斯
Dave Lammers是固态技术特约撰稿人,也是格芯的Foundry Files的特约博客作者。他于20世界80年代早期在美联社东京分社工作期间开始撰写关于半导体行业的文章,彼时该行业正经历快速发展。他于1985年加入E.E. Times,定居东京,在之后的14年内,足迹遍及日本、韩国和台湾。1998年,Dave与他的妻子Mieko以及4个孩子移居奥斯丁,为E.E Times开设德克萨斯办事处。Dave毕业于美国圣母大学,获得密苏里大学新闻学院新闻学硕士学位。

 

VLSI 研究调查受访者认为鳍片和 FD-SOI 相辅相成

作者: Dave Lammers戴夫-拉默斯

"现在的偏执狂比两年前少多了"。VLSI Research 首席执行官 Dan Hutcheson

两年前,当市场研究公司 VLSI Research Inc.(加利福尼亚州圣克拉拉市)首席执行官Dan Hutcheson 开始就绝缘体上全耗尽硅(FD-SOI)问题采访有影响力的集成电路和知识产权经理时,他发现了两个最受关注的问题:一是是否有设计团队可以与内部知识产权相结合的外部知识产权,二是当时缺乏工艺技术路线图。

Hutcheson 今年重新进行了 VLSI Research 调查,发现情况有所不同:既然 GLOBALFOUNDRIES 已承诺其 FDX 技术采用 12nm 节点,那么 2018 年的调查对象对路线图问题的关注度就大大降低了,而且 "IP 已不再是一个问题,"Hutcheson 在 4 月底举行的 2018SOI 硅谷研讨会上介绍 2018 年调查结果时说。

Dan G. Hutcheson 在 2018 年 4 月举行的 SOI 硅谷年度研讨会上介绍其 FD-SOI 和 finFET 调查结果(图片来源:GF)

Hutcheson 向占集成电路和知识产权市场一半以上的公司的 24 位决策者询问了使用 FD-SOI 设计晶体管的原因。将近 40% 的人认为 "模拟增益更好 "是首要原因,同样多的人认为漏电更低和寄生性更好。其次是噪声更低、晶体管匹配性更好、热特性、可靠性问题和辐射防护更好。

2018 年的调查参与者现在意识到,射频和混合信号技术更容易在 FD-SOI 中实现,包括普遍认为 FD-SOI 是 5G 和毫米波射频 SoC 的更好解决方案。

时代变了

2016 年进行调查时,基于 finFET 的工艺刚刚面世。当时人们的思维模式是非此即彼:要么是 finFET,要么是 FD-SOI,非此即彼。现在,随着 finFET 的广泛应用,人们开始考虑更多细微的问题。"Hutcheson 说:"现在,大多数人都认为,finFET 和 FD-SOI 是互补技术,使用哪一种取决于应用需求。

基于 FinFET 的技术具有更高的性能、集成度和密度。然而,尽管在过去两年中,由于工具套件的折旧,finFET 成本有所下降,但其设计和掩膜成本仍高于 FD-SOI。

许多受访者表示,FD-SOI 的主要优势集中在射频或 "高混合 SoC",即在同一芯片上集成模拟、数字和射频。他说,在射频和传感器集成非常重要的产品市场,FD-SOI 被视为 "比以前更有价值 "的发展方向。

受访者告诉 Hutcheson,SOI 上的全耗尽平面晶体管能提供 "更好的模拟增益、更好的匹配,而且更容易匹配。在汽车环境中,"汽车行业的人看到了更好的热范围和更稳定的运行"。此外,与鳍式场效应晶体管的增强型模式晶体管相比,FD-SOI 耗尽型晶体管能提供更好的增益,从而使模拟设计受益匪浅。

"FD-SOI具有更好的寄生性能,因此在5G领域具有独特的优势。有些人试图将鳍片用于 5G,但鳍片寄生是一个决定性因素。用受访者的话说,'你总能找到绕过任何东西的工程方法。他说:"但问题是:你想花多少钱进行工程改造?

2018 年的调查询问了青睐 finFET 的首要原因。最大的原因是前沿 finFET 所拥有的性能和密度优势。近 30% 的受访者表示,"在这些领域,FD 在结构上不具成本效益"。 约 15% 的受访者表示,他们认为毫米波集成电路 "有可能采用块状结构"。其他受访者则提出了各种偏好鳍式场效应晶体管的原因,包括背偏压设计的挑战、鳍式场效应晶体管生态系统 "没有同行"、缺乏 FD-SOI IP 以及 "管理层说不"。

调查对象认为 FD-SOI 晶体管具有优势。(来源:VLSI Research Inc.)

"Hutcheson 说:"我询问了有关体细胞生物学的情况,发现有人说它被过度推销了。一个人说:"如果我对我的老板说,我们应该这样做,因为我们想做体偏压,他很可能会说这太复杂,风险太大,所以就做散装吧。最好是先向管理层推销 FD 独特的晶体管功能,然后再把体偏压作为额外奖励。

受访者表示,FD-SOI 具有商业吸引力,约 30% 的受访者将降低设计成本作为使用 FD-SOI 进行设计的首要商业原因。其次是更低的制造成本、更少的掩膜和更快的周期/上市时间。

Hutcheson 指出,物联网标签包括几个大型细分市场。对于功耗非常重要的边缘物联网市场--他称之为 "具有开/关任务曲线的智能功耗"--FD-SOI "具有巨大的优势"。他还说,调查显示,FD-SOI 在产品寿命短的市场和 "芯片设计预算低 "的公司具有优势。

2018 年调查的主要结论是,管理人员和工程师更愿意考虑将 FD-SOI 作为 finFET 的补充,或者在某些情况下将其作为唯一符合公司产品要求的工艺路线图。有近 75% 的调查对象表示,他们会考虑运行两个路线图,一个用于 finFET,另一个用于 FD-SOI。

"两年前,人们对这一问题的看法颇具戏剧性:是finFET?还是 FD-SOI?当时的情况是OR门,但现在更像是AND门。人们愿意同时使用这两种器件。他说:"现在的偏执狂比两年前少多了。

关于作者

戴夫-拉默斯

戴夫-拉默斯

Dave Lammers 是 Solid State Technology 的特约撰稿人,也是 GF's Foundry Files 的特约博主。Dave 于 20 世纪 80 年代初在美联社东京分社工作时开始撰写有关半导体行业的文章,当时正值该行业快速发展时期。1985 年,他加入了《电子时报》,在东京工作的 14 年中,他报道了日本、韩国和台湾的情况。1998 年,戴夫和妻子美惠子以及四个孩子搬到奥斯汀,成立了《电子时报》德克萨斯分社。戴夫毕业于圣母大学,并在密苏里大学新闻学院获得新闻学硕士学位。

 

Arbe Robotics 高分辨率成像雷达采用格芯技术,来以实现自动驾驶汽车的安全性

Arbe Robotics专有的芯片组利用格芯的22FDX®技术,为4级和5级自动驾驶提供行业首款实时4D成像雷达

加利福尼亚州圣克拉拉,2018年4月26日 – 格芯今日宣布,Arbe Robotics 已选择在其开创性的专利成像雷达中采用格芯的 22FDX® 工艺,这种成像雷达将帮助实现全自动系统功能,并实现更加安全的自动汽车驾驶体验。

Arbe Robotics 的雷达是世界首款实时显示1度分辨率的雷达,并在传感器和 ADAS 技术方面进行了必要的改进。Arbe 致力于构建具有高分辨率、能够实现零误报的感应系统,让汽车能够完全依赖雷达提供的数据来做出决定。通过采用格芯的 22FDX FD-SOI 技术,这种新型芯片组将会增加芯片上的发射和接收通道,并且能够更好地与 Arbe 的专用处理器集成。

自动驾驶的兴起正在改变整个汽车半导体市场,预计到2023年,其市场价值将增长到约540亿美元。对能够增强驾驶体验的新技术的需求推动了这种增长,例如360度环视技术,需要高分辨率和远程能力。格芯的22FDX工艺提供出色的射频性能、低功耗、低噪声,以及高数字密度,可以帮助提高这些应用的覆盖范围和分辨率。

作为首家在宽视场中显示超高分辨率的公司,无论在何种天气和照明条件下,Arbe Robotics 的雷达技术都可以探测300米范围内的行人和障碍物。处理器会根据具体的物体及其速度,创建完整的 3D 图形,并根据其雷达特征对目标进行分类。

“Arbe Robotics 的成像雷达经过优化,旨在提供分辨率极高的实时4D环境图像,”Arbe Robotics 的首席执行官 Kobi Marenko 表示。“与格芯的合作让我们在提高性能水平,进而实现自动驾驶安全性这条道路上向前迈进了一大步。格芯的 22FDX 技术集合了10多年的汽车行业经验,提供按需赋能的节能解决方案,用于满足当前和未来的雷达技术需求。”

“自动驾驶这一趋势正在快速发展,对高分辨率雷达的需求也随之产生。未来如何,将由实时地图、先进的导航软件和汽车传感器提供的实时数据共同决定。”格芯汽车部门的副总裁Mark Granger表示。“因此,格芯非常高兴 Arbe Robotics 选择我们的22FDX平台,双方将携手提供有价值的特性,为自动驾驶行业的急速发展提供支持。”

格芯的22FDX平台是 AutoProTM解决方案 的组成部分,它让客户能够使用更多支持整个 AEC-Q100 质量等级范围(从2级到0级)的制造服务,以便最大程度地简化认证工作,并加快上市时间。

关于Arbe Robotics
Arbe Robotics成立于2015年,致力于实现当今自动驾驶的安全性、经济性和可用性。该公司的4D成像雷达是首款为ADAS、4级和5级全自动汽车提供的高分辨率雷达,让它们在任何天气和任何照明条件下都能“看到”周围的环境;在任何方位,任何高度,任何范围以及任何多普勒效应下,无论距离长短,都是如此。

如需了解更多信息,请访问: https://www.arberobotics.com

关于格芯
格芯是全球领先的全方位服务半导体代工厂,为世界上最富有灵感的科技公司提供独一无二的设计、开发和制造服务。伴随着全球生产基地横跨三大洲的发展步伐,格芯促生了改变行业的技术和系统的出现,并赋予了客户塑造市场的力量。格芯由阿布扎比穆巴达拉投资公司(Mubadala Investment Company)所有。欲了解更多信息,请访问https://www.globalfoundries.com/cn。

媒体垂询:

杨颖(Jessie Yang)
GF
(021) 8029 6826
[email protected]
邢芳洁(Jay Xing)
86 18801624170
[email protected]

 

Arbe Robotics选择GLOBALFOUNDRIES的高分辨率成像雷达来实现自动驾驶汽车的安全。

Arbe Robotics专有的 芯片组利用GF的22FDX®技术,为4级和5级自动驾驶提供业界首个实时4D成像雷达。

加州圣克拉拉,2018年4月26日 - GLOBALFOUNDRIES今天宣布,Arbe Robotics选择了GF的22FDX®工艺用于其突破性的专利成像雷达,该雷达将实现全自动系统功能,为自动驾驶车辆带来更安全的驾驶体验。

Arbe机器人公司的雷达是世界上第一个显示实时1度分辨率并为传感器和ADAS技术提供所需增强功能的雷达。Arbe的目标是建立一个具有高分辨率和零误报的传感系统,因此车辆将能够完全依靠雷达提供的数据进行决策。利用GF的22FDX FD-SOI技术,新的芯片组正在增加芯片上的发射和接收通道数量,并允许与Arbe的专有处理器更好地集成。

自动驾驶的兴起正在改变汽车半导体市场,预计到2023年该市场将增长到540亿美元。这是由对有望提升驾驶体验的新技术的需求所驱动的,如360度环视监控,这需要高分辨率和长距离的能力。GF的22FDX工艺提供了卓越的射频性能、功耗、低噪音和高数字密度,以增加这些应用的范围和提高分辨率。

作为第一家展示宽视野下的超高分辨率的公司,Arbe Robotics的雷达技术可以在任何天气和照明条件下探测300米范围内的行人和障碍物。该处理器创建了物体的完整三维形状及其速度,并利用其雷达特征对目标进行分类。

"Arbe Robotics的成像雷达经过优化,能够以超高的分辨率提供环境的实时4D图像,"Arbe Robotics的首席执行官Kobi Marenko说。"与GF的合作是向存档自动驾驶安全所需的高性能水平迈出的重要一步。凭借十多年的汽车行业经验,GF的22FDX为我们当前和未来的雷达技术需求提供了一个性能随需应变、高能效的解决方案"。

"自动驾驶的趋势正在迅速发展,随之而来的是对高分辨率雷达的需求。未来将依赖于实时地图、先进的导航软件和来自车辆传感器的实时数据的组合,"GF公司汽车业务副总裁Mark Granger说。"这就是为什么GF很高兴Arbe Robotics选择了我们的22FDX平台,共同带来有价值的属性,支持自动驾驶行业的爆炸性增长。"

GF的22FDX平台是公司AutoPro™解决方案的一部分,它为客户提供了额外的制造服务,支持从2级到0级的全部AEC-Q100质量等级,以最大限度地减少认证工作,加快产品上市时间。

关于Arbe Robotics
Arbe Robotics公司成立于2015年,其愿景是使自动驾驶变得安全、经济和可用--今天。该公司的4D成像雷达是第一个为ADAS、4级和5级完全自动驾驶汽车提供高分辨率的雷达,使其能够在任何天气和任何照明条件下 "看到 "环境;在任何方位角、仰角、范围和多普勒的长、中、短距离。

要了解更多信息,请访问:https://www.arberobotics.com

关于GF
GLOBALFOUNDRIES是一家领先的提供全方位服务的半导体代工厂,为世界上一些最具灵感的技术公司提供独特的设计、开发和制造服务组合。凭借横跨三大洲的全球制造足迹,GLOBALFOUNDRIES使改变行业的技术和系统成为可能,并使客户有能力塑造他们的市场。GLOBALFOUNDRIES为穆巴达拉投资公司所有。欲了解更多信息,请访问https://www.globalfoundries.com。

联系。

Erica McGill
GLOBALFOUNDRIES
(518) 795-5240
[email protected]

Arbe Robotics 向 22FDX 购买高分辨率汽车成像雷达

作者: Dave Lammers戴夫-拉默斯

高分辨率成像雷达使汽车能够在任何天气和照明条件下,在远距离、中距离和近距离以及任何方位角、仰角和多普勒范围内感知环境。与目前市场上的传感器相比,它能更好地跟踪速度和探测距离。

最近在美国发生的两起与自动驾驶汽车有关的事故表明,迫切需要改进传感器和相关的 ADAS(高级驾驶辅助系统)技术。Arbe Robotics 是一家源于以色列军用雷达技术开发的初创公司,它开始推出基于 GLOBALFOUNDRIES22FDX® 技术的高分辨率汽车成像雷达芯片组,是满足这一需求的公司之一。

Arbe Robotics公司的成像雷达具有方位角 1°、仰角 1.25°的高分辨率,探测距离超过 300 米,视场角 100°。 该公司表示,其先进的技术可以探测到人或自行车等小目标,即使这些目标被卡车等大型物体遮挡。成像雷达可以确定物体是否在移动以及移动的方向,并实时向汽车发出危险警报。

而其他汽车传感器在下雨、有雾、灯光刺眼(如突然反光)时都会失灵。Arbe 的雷达则完全不受这些因素的影响。定制设计的雷达处理器能实时生成完整的 4D 环境图像,并根据雷达信号对目标进行分类。

"这家位于特拉维夫的公司成立于2015年,其研发副总裁阿维-鲍尔(Avi Bauer)说:"我们所能展示的性能超越了现有雷达。在之前的工作中,他对现有的工艺技术(从硅锗(SiGe)到体CMOS)进行了基准测试,发现它们都存在不足。22FDX 的全贫化 SOI 技术同时满足了雷达前端设备和处理器的需求。在 22FDX 上制造这两种芯片将更容易将它们组合成单芯片解决方案,作为公司的下一代产品。

鲍尔说,在他的上一份工作中,"由于块状 CMOS 的限制,我们在效率方面遇到了玻璃天花板",包括功率处理。鲍尔说,28 纳米设计规则的 CMOS 在集成度和远程雷达功率方面都存在不足。目前用于远程雷达的硅锗性能良好,但功耗大、密度低。在 16 纳米 FinFET 工艺上转而采用基本数字化的射频设计,成本太高,风险太大。

"Bauer 说:"有了 SOI,设计就更加简单明了,(电压)偏置可以实现标准 CMOS 无法实现的功能。对于发射和接收模块,SOI 的高电阻率基板有利于无源元件(电感器和电容器),并实现良好的隔离。"高 Q 值无源元件非常重要。在 22 纳米工艺中,SOI 能够实现更好的整体性能。

Bauer 表示,22FDX 工艺避免了基于 FinFET 的设计所需的高掩模数和昂贵的设计工具,从而满足了公司在功率、性能和密度方面的目标,同时保持了摩尔定律的单位功能成本曲线。速度和晶体管密度非常重要:高分辨率成像雷达会产生大量数据,这些数据必须在感测地点附近以极低的延迟时间进行处理。鲍尔说,Arbe 开发了一种用于雷达数据分析的定制处理器,并使用现成的处理器来处理存储器和其他控制功能。

要不要使用激光雷达

GF 公司高级总监伯特-弗兰西斯(Bert Fransis)说,高分辨率成像雷达系统可以在任何天气条件下 "看见 "任何东西,ADAS 车辆 "与激光雷达相比将是一个赢家"。弗兰西斯说,他相信高分辨率成像雷达最终将在很大程度上取代LiDAR(光探测和测距)的部署,LiDAR是当今ADAS测试车顶部经常出现的基于激光的传感器。ADAS 公司可以将 CMOS 图像摄像头和高分辨率成像雷达结合起来,"大大降低汽车视觉系统的成本"。安装在测试车车顶上的旋转激光雷达模块价格在1万美元以上,而且只能在晴朗的天气下工作,即使在晴朗的天气下,帧率也只有20赫兹。

如今的激光雷达模块 "无法在多雾、多雪的天气下工作。它们只能在严重受限的情况下提供高分辨率,"弗兰西斯说。

IHS Markit公司汽车电子和半导体高级分析师菲尔-阿姆斯鲁德(Phil Amsrud)说,激光雷达领域的创新层出不穷,从基于MEMS的激光雷达到全固态激光雷达,这些创新很可能使激光雷达继续成为许多汽车公司的 "传感器融合 "套件。"从我们现在掌握的数据来看,LiDAR 的寿命将远远超过在测试车辆上进行的科学实验。我们正在努力开发新技术,减少移动部件,并建立了许多合作伙伴关系,我们相信激光雷达将被用于量产车型。它仍然符合传感器融合的理念,我认为所有这些技术都将并行发展。

3D 加速度等于 4D

即使 Arbe Robotics 和其他公司将雷达的有效距离提高到 300 多米,并提高成像分辨率,某些汽车公司仍可能继续部署激光雷达。Arbe Robotics 公司声称自己是第一家提供高分辨率 4D 图像(3D + 速度)的雷达公司,可在宽动态范围内进行实时障碍物探测。

Arbe Robotics 公司营销副总裁Shlomit Hacohen 说,该公司目前正在向客户提供样机,并将于明年初全面上市。"我们的成像雷达能在任何天气和照明条件下工作,是道路安全的真正推动者。它比市场上任何其他传感器都能更好地跟踪速度和探测距离,"她说。

如今的雷达支持自适应巡航控制、盲点检测和自动紧急制动等安全系统。"然而,目前市场上的雷达需要在分辨率和视野之间进行权衡,"Hacohen 说。

Arbe Robotics 系统可配置为后视、侧视或前视探测。该公司宣称其具有 1°方位角、1.25°仰角的超高分辨率和 0.1 米/秒的多普勒分辨率。它支持方位角 100°、仰角 30°的宽视场,实时刷新率为 40 FPS(每秒帧数)。

公司已申请了后处理技术专利,该技术只将摄像头和激光雷达对准感兴趣的区域,从而降低了功耗。

考虑中的 MRAM

我问 Bauer Arbe Robotics 是否计划使用GF 开发的 eMRAM(嵌入式磁性 RAM)技术,他说 Arbe Robotics 的下一代单芯片设计正在考虑使用这种技术。"作为单个设备中的独立系统,我们可能需要考虑一下 eMRAM。今天,我们已经处于边缘位置,再增加 eMRAM 这样的功能会增加风险。但我们正在认真研究下一代产品。

关于作者

戴夫-拉默斯

戴夫-拉默斯

Dave Lammers 是 Solid State Technology 的特约撰稿人,也是 GF's Foundry Files 的特约博主。Dave 于 20 世纪 80 年代初在美联社东京分社工作时开始撰写有关半导体行业的文章,当时正值该行业快速发展时期。1985 年,他加入了《电子时报》,在东京工作的 14 年中,他报道了日本、韩国和台湾的情况。1998 年,戴夫和妻子美惠子以及四个孩子搬到奥斯汀,成立了《电子时报》德克萨斯分社。戴夫毕业于圣母大学,并在密苏里大学新闻学院获得新闻学硕士学位。

 

Arbe Robotics在高清汽车成像雷达中采用22FDX技术

作者: Dave Lammers

借助高清成像雷达,汽车在各种天气和照明条件下,无论距离长短,在任何方位、任何高度以及任何多普勒效应下,都能感应周围的环境状况。与当今市面上的传感器相比,它能够更好地跟踪速度和检测距离。

美国近期发生的两起与自动驾驶汽车有关的事故显示,当前迫切需要改进传感器和ADAS(先进的驾驶辅助系统)相关技术。Arbe Robotics是一家以色列军事雷达技术开发创业公司,它针对这一需求推出了基于格芯22FDX®技术的高清汽车成像雷达芯片组。

Arbe Robotics的成像雷达提供1°方位角、1.25°仰角、超过300米探测距离和100°宽视角的高分辨率性能。该公司表示,其先进技术能够探测到小型目标(例如人或自行车),即使被大型物体(例如卡车)遮住也能探测出来。这种成像雷达能够确定对象是否在移动,以及朝哪个方向移动,并实时提醒汽车存在风险。

其他汽车传感器可能因为下雨,因为起雾,或者因为闪烁的灯光(例如突然出现反射光)而失灵。Arbe的雷达完全不会受到这些因素影响。定制雷达处理器能够实时创建全方位的4D环境图像,并根据其雷达特征对目标进行分类。

“我们的雷达所展现的性能要远优于现有的雷达”,(2015年创立于以色列特拉维夫)公司研发部门副总裁Avi Bauer表示。担任之前的职位时,他曾对从锗硅(SiGe)到CMOS体硅等多种可用工艺技术进行基准检测,发现这些技术均存在不足。22FDX全耗尽SOI技术能够满足雷达前端设备和处理器的需求。两种芯片均基于22FDX构建,因而更易同时集成于单芯片解决方案中,造就了该公司的新一代产品。

Bauer表示,在他之前的工作中:“因为CMOS体硅技术的限制,我们在提升效率方面陷入困境”,其中包括功率处理。Bauer表示,依据28nm设计规则,CMOS在集成度和长距离雷达功率方面都存在不足。如今用于长距离雷达的硅锗工艺虽然还不错,但其耗电量高,且密度低。如果采用16nm FinFET工艺进行大型数字RF设计,成本太高,风险太大。

“采用SOI技术之后,设计更加简单,且偏压还可实现标准CMOS中无法实现的目标”,Bauer表示。对于传输和接收模块,SOI的高电阻率衬底对无源组件(电感器和电容器)相当有利,并能提供出色的绝缘性能。“高品质的无源器件非常重要。进行22nm设计时,SOI工艺技术可以提供更出色的整体性能。”

Bauer表示,22FDX工艺无需采用基于FinFET的设计所需的高掩膜数量和昂贵的设计工具,因此能够满足公司的功率、性能和密度目标,同时仍然保持在摩尔定律的每功能单位成本曲线范围内。速度和晶体管密度非常重要:高清成像雷达会生成大量数据,这些数据需要以极低的延迟,在检测位置附近及时处理。Bauer表示,Arbe开发了一款定制处理器用于雷达数据分析,并使用一个现成的处理器来管理存储器和其他控制功能。

采用或不采用LiDAR

格芯的高级总监Bert Fransis表示,通过采用在任何天气条件下能够“视物”的高清成像雷达系统,ADAS汽车“就拥有了战胜LiDAR的条件。”Fransis表示,他相信高清成像雷达最终会大范围部署取代LiDAR(激光探测与测量),后者基于激光传感器,常见于如今的ADAS试验车车顶。ADAS公司可以将CMOS成像摄像头和高清成像雷达相结合,从而“大幅降低汽车的可视系统所需的成本。”安装在试验车车顶、可以旋转的LiDAR模块耗费$10,000或更多的资金,只能在晴天使用,且提供的帧速率只有20 Hz。

目前的LiDAR模块“不能”在雾天、雪天使用。只能在严格的限制条件下,才能提供高分辨率”,Fransis表示。

IHS Markit的汽车电子和半导体高级分析员Phil Amsrud表示,从基于MEMS的LiDAR到全固态LiDAR,LiDAR领域在持续创新,因此很多汽车公司很可能将LiDAR保留在“传感器融合”封装中。“从我们如今掌握的数据来看,LiDAR不止是针对试验车进行科学试验,它的使用寿命应该会更长。现在,大家对于活动部件数量更少的新技术的研究投入了更多精力,进而不断展开诸多合作,所以我们认为,LiDAR将会应用于生产车辆中。它仍然在传感器融合考量的范围之内,我认为这些技术将并行运行。”

3D+速度=4D

即使Arbe Robotics和其他公司将雷达的有效测量范围扩展到300米以上,并能实现更高清的成像,但许多汽车公司仍会继续部署LiDAR。它宣称自己是首家提供高清4D图像(3D+速度),可在宽动态范围内实施监测障碍物的雷达公司。

Arbe Robotics的市场营销副总裁Shlomit Hacohen表示,公司目前可为客户提供原型,预计将于明年初批量上市。“我们的成像雷达能够真正提升道路安全性,因为它可以在所有天气和照明条件下使用。与当今市面上的其他传感器相比,它能够更好地跟踪速度和检测距离。”她表示。

如今的雷达支持安全系统,包括自适应巡航控制、盲点侦测和自动紧急制动。“但是,如果使用目前市面上的雷达,您就需要牺牲一些分辨率和视场”,Hacohen说道。

Arbe Robotics系统可配置用于后视、侧视或前视检测。该公司称,它可以达到1°方位角、1.25°仰角和0.1 m/s的多普勒高清分辨率。它支持100°方位角的宽视场、30°仰角以及40 FPS(帧/秒)的实时刷新率。

该公司的后处理技术已获得专利,该技术通过将摄像头和LiDAR仅指向目标区域来降低功耗。

考虑采用MRAM技术

我询问Bauer,Arbe Robotics是否计划采用格芯开发的eMRAM(嵌入式磁性RAM)技术,他表示Arbe Robotics考虑在下一代单芯片设计中采用该技术。“作为单个设备中的独立系统,我们可能需要了解一下eMRAM技术。如今,我们已经处于关键阶段,再添加一项功能(例如eMRAM)都可能增加风险。但是,我们正慎重考虑将其用在下一代设计中。”

关于作者

Dave Lammers
Dave Lammers是固态技术特约撰稿人,也是格芯的Foundry Files的特约博客作者。他于20世界80年代早期在美联社东京分社工作期间开始撰写关于半导体行业的文章,彼时该行业正经历快速发展。他于1985年加入E.E. Times,定居东京,在之后的14年内,足迹遍及日本、韩国和台湾。1998年,Dave与他的妻子Mieko以及4个孩子移居奥斯丁,为E.E Times开设德克萨斯办事处。Dave毕业于美国圣母大学,获得密苏里大学新闻学院新闻学硕士学位。