“Rivitalizzare” le tecnologie mature
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Dalla rivista:
Elettronica Oggi
L’intensa pressione della concorrenza ha focalizzato l’attenzione dell’industria high-tech verso geometrie di processo sempre più ridotte al fine di ottenere vantaggi sul mercato. Le odierne fonderie che producono componenti elettronici dedicano ingenti somme a perfezionare nuove riduzioni di processo; non solo per soddisfare la domanda di miniaturizzazione e di maggiori prestazioni, ma anche per offrire quegli stessi miglioramenti a prezzi relativamente più bassi. Allargare i confini è fondamentale, ma l’industria deve trovare altri metodi per offrire di più spendendo di meno.
Un aspetto negativo della tendenza a realizzare geometrie progressivamente più piccole è che il volume di produzione minimo richiesto per la commerciabilità di un chip aumenta a ogni nuovo ridimensionamento del processo. Questo può mettere un freno all’innovazione, in particolare laddove i volumi iniziali previsti sono bassi o incerti, e può ostacolare proprio quelle idee più “originali”, che invece dovrebbero schiudere validi mercati di cui nemmeno si sospetta l’esistenza.
Un nuovo riesame dei processi già consolidati offre una soluzione, aprendo al contempo nuovi scenari di innovazione e rendendo i servizi di fonderia più accessibili alle società prive di fabbriche proprie (fabless) più visionarie.
Ottenere di più da processi già maturi
La migrazione delle tecnologie consolidate verso la gamma di geometrie di processo da 0,6 µm a 0,13 µm e l’aggiunta di speciali funzioni e componenti forniscono oggi una base ideale economicamente conveniente in applicazioni altamente integrate, diverse dai semplici processori digitali. Ciò consente di ottenere nuove generazioni di circuiti ASIC personalizzati in grado di offrire sempre più funzioni su un unico chip. Toshiba è uno dei produttori di circuiti ASIC più all’avanguardia che oggi assistono a un aumento significativo di nuove e avanzate soluzioni system-on-chip, rese possibili grazie ai miglioramenti di processi già consolidati.
Questi ultimi coinvolgono componenti analogici di elevate prestazioni come condensatori di precisione di tipo PIP (Poly/Insulator/Poly) e MIM (Metal/Insulator/Metal), come quelli utilizzati in applicazioni a segnale misto o a radiofrequenza (RF), nonché resistori e transistor di precisione con tensioni di soglia (Vth) ottimizzate per l’uso specifico. Vengono anche realizzate soluzioni integrate ad alta tensione fino a 48 V. Inoltre, i clienti delle aziende fabless hanno la possibilità di sfruttare al meglio i circuiti di alta potenza con transistori DMOS e di integrarvi la tecnologia EEPROM o Flash. Con migliorie come queste, le soluzioni system-on-chip che di solito erano fuori portata per la maggior parte degli utilizzatori di circuiti ASIC stanno oggi diventando una realtà. Per di più, le tecnologie di base e l’integrazione di librerie di funzioni e di blocchi funzionali (proprietà intellettuali) disponibili nel tradizionale ambiente degli ASIC digitali consentono agli utenti di apprezzare molte altre migliorie di processo e di raggiungere obiettivi ambiziosi per quanto riguarda prestazioni e grado di integrazione. I clienti dei servizi di fonderia Toshiba a tecnologia “CMOS matura” hanno l’opportunità di modificare i processi in uno stabilimento di produzione di wafer in grande serie.
Qui, pertanto, vi sono due grandi opportunità; la prima, per gli sviluppatori, di realizzare le idee più innovative e creare quindi una presenza dinamica nei mercati di destinazione, la seconda, per le fonderie, di creare nuovi flussi di cassa investendo in processi e proprietà intellettuali, con geometrie molto più grandi di quelle più all’avanguardia che godono di una maggiore esposizione mediatica.
Requisiti essenziali
Per trasformare queste opportunità in risultati, i produttori di circuiti ASIC devono offrire un menu di soluzioni ricco e versatile che permetta a tutte le tipologie di clienti di accedere ai servizi “ASIC and foundry” nel modo che meglio si adatti agli obiettivi di ciascuno. Toshiba, ad esempio, offre un Kit di Sviluppo Processi (Process Development Kit, PDK) con software di localizzazione europea e funzioni di backup di progetto per uno sviluppo personalizzato completo a livello GDSII, un modello COT con accesso a librerie di celle standard, ingressi/uscite, collegamenti IP e memorie, nonché funzioni di progettazione di circuiti ASIC, in particolare a livello di funzioni e blocchi digitali.
Nell’ambito dell’approccio “COT ibrido”, l’utente può sviluppare blocchi analogici a segnale misto e a radiofrequenza ottenendo, tramite PDK, la massima integrazione del chip a livello GDSII. Inoltre, Toshiba offre un servizio di progettazione del controller digitale basato sulla Netlist personalizzata a livello RT o a livello di gate, e restituisce un flusso GDSII pulito, contenente i dati di temporizzazione e di integrità del segnale del blocco digitale, già pronto per un’integrazione del chip ad alto livello. Questo modello è particolarmente valido per produttori di chip fabless che preferiscono concentrarsi su progetti totalmente personalizzati gestiti internamente (GDSII) di prodotti analogici e a segnale misto piuttosto che investire tempo e risorse sulla sintesi digitale e su realizzazioni di tipo place-and-route.
Con l’evoluzione delle possibilità tecniche e dei servizi che supportano questo tipo di approccio al progetto, sempre più sviluppatori scopriranno a proprio vantaggio che il progresso della tecnologia ASIC è qualcosa di più di un semplice passo in avanti.
Rainer Werner Kaese, ASIC&Foundry Business Development, Toshiba Electronics Europe
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