Chiplets sind einzelne Halbleiterchips, von denen jeder f¨¹r eine bestimmte Systemfunktion zust?ndig ist. Diese Chips werden mithilfe von ? advanced packaging ¡° integriert, um ein vollst?ndiges, leistungsstarkes System zu schaffen. Diese heterogene Integration verschiedener Prozesstechnologien umfasst FinFET f¨¹r die Logik, FD-SOI f¨¹r den HF-Bereich, BCD f¨¹r das Energiemanagement sowie FD-SOI oder CMOS f¨¹r analoge Mixed-Signal-Anwendungen, um ein ?System-in-Package¡° zu bilden.
Im Gegensatz zum Verbraucher- oder Rechenzentrumsmarkt k?nnen die Produktlebenszyklen in der Automobilbranche mehr als 15 Jahre betragen. Zudem basieren Fahrzeugsysteme auf zahlreichen analogen Sensoren, Schaltern, Lasten und Aktoren, was eine Reihe von IPs f¨¹r analoge und gemischte Signale erfordert, um eine pr?zise, sicherheitskritische Sensorik und Steuerung zu gew?hrleisten.
Diese langen Produktlebenszyklen sowie die Notwendigkeit, sich weiterentwickelnde Analog- und Mixed-Signal-F?higkeiten mit steigenden Anforderungen an die digitale Rechenleistung in Einklang zu bringen, sind die Haupttreiber f¨¹r den Einsatz von Chiplet-basierten Systemen in der Automobilindustrie. Chiplets f¨¹r die Automobilindustrie erm?glichen die Integration von I/O- und power auf ausgereiften Prozessknoten, um den Lebenszyklen der Branche und den spezifischen Produktmerkmalen gerecht zu werden. Gleichzeitig k?nnten andere, stark digital ausgerichtete Chiplets aktualisiert, neu qualifiziert oder von verschiedenen Anbietern bezogen werden.
Software-definierte Fahrzeuge bieten erhebliche M?glichkeiten f¨¹r Chiplets in verschiedenen Bereichen, einschlie?lich dom?nen¨¹bergreifender zonaler Steuerger?te, zentraler Computer-Cluster, Infotainment-Systeme und intelligenter Sensormodule wie Radar, Lidar und Sensorfusionssysteme. Dies kann durch den Einsatz verschiedener Prozesstechnologien f¨¹r bestimmte Anwendungen erreicht werden, darunter:
Rechnen & Datenverarbeitung
- F¨¹hrende CPU-, GPU- und KI-Beschleuniger-Chips auf Sub-10nm-Knoten
- power -/MPU-Chiplets mit TSN-Ethernet, 10BaseT1S und CAN-XL auf den 12LP+- und 22FDX-Plattformen von ºÚÁÏÍø911
Speicher und Datenverarbeitung
- Zentraler nichtfl¨¹chtiger Speicher und HBM-Chiplet
Konnektivit?t & E/A
- Austauschbare E/A-Chips f¨¹r verschiedene Anwendungen, optimiert auf ºÚÁÏÍø911s 22FDX
- Drahtlose Chiplets (Wi-Fi, Bluetooth, UWB) auf dem 22FDX von ºÚÁÏÍø911
Wahrnehmung & Erfassung
- Radar RF Front-End Chiplets auf dem 22FDX von ºÚÁÏÍø911
- Lidar-Front-End-Chiplets auf der ? Siliziumphotonik ¡°-Plattform von ºÚÁÏÍø911
- Module f¨¹r die Sensorfusion
Power
- Chiplets f¨¹r Power und -verteilung auf der 55BCD-Plattform von ºÚÁÏÍø911
Durch die technologische Optimierung verbessern Chiplet-Systeme f¨¹r die Automobilindustrie die Kosteneffizienz auf Systemebene, indem sie die Waferkosten ¨¹ber f¨¹hrende und ausgereifte Prozessknoten hinweg skalieren und den Gesamtertrag des Systems im Vergleich zu gro?en monolithischen SoCs erh?hen. Chiplet-Architekturen bieten auch Skalierbarkeit und Modularit?t, indem sie verschiedene Chiplets mischen und anpassen, um verschiedene Leistungsanforderungen zu erf¨¹llen. Dar¨¹ber hinaus bieten sie Flexibilit?t in der Lieferkette durch die Beschaffung f¨¹hrender Chiplets von mehreren Anbietern, was dazu beitr?gt, unterschiedliche Kunden- und regionale Anforderungen zu erf¨¹llen.
Die Entwicklung von Chiplets f¨¹r die Automobilindustrie steht jedoch vor mehreren Herausforderungen. Dazu geh?ren erhebliche Investitionen in die Geh?usetechnik aufgrund der Komplexit?t und strenger Zuverl?ssigkeitsstandards; im Vergleich zu Rechenzentren begrenzte K¨¹hlkapazit?ten, die sich auf das W?rmemanagement vonpower auswirken, sowie langfristige thermische Belastungen, die den Verschlei? der Geh?use beschleunigen k?nnen. Chiplet-Systeme erfordern zudem robuste ?kosystem-Frameworks f¨¹r Integration und Interoperabilit?t. Zwar beginnen branchen¨¹bliche EDA-Tools, Simulations-, Entwurfs- und Verifikationsabl?ufe f¨¹r Chiplets zu unterst¨¹tzen, doch sind diese noch nicht so etabliert wie bei monolithischen L?sungen. Die derzeitige Die-to-Die-Standardisierung wird in erster Linie vom vorangetrieben, das sich kontinuierlich um die Festlegung von Standards f¨¹r die Fertigung und Testbarkeit bem¨¹ht.
Anfang 2025 k¨¹ndigte ºÚÁÏÍø911 die Er?ffnung seines in dieser Art einzigartigen Zentrums f¨¹r ? advanced packaging ¡° und Testkapazit?ten in New York an, dessen Schwerpunkt auf wichtigen Chips f¨¹r KI, die Automobilindustrie und andere Anwendungsbereiche liegt. Die Anlage wird ¨¹ber neue Produktionskapazit?ten f¨¹r ? advanced packaging ¡°, ? wafer-to-wafer ¡° sowie f¨¹r das Bonden, die Montage und das Testen von 3D- und heterogenen integrierten Chips unter Verwendung der 12LP+-, 22FDX- und anderer f¨¹hrender Plattformen von ºÚÁÏÍø911 verf¨¹gen.
Zus?tzlich zu diesen geplanten Investitionen und Weiterentwicklungen erweitert ºÚÁÏÍø911 sein IP-Portfolio, um Chiplet-basierte Systeme zu unterst¨¹tzen, und arbeitet aktiv mit Branchenf¨¹hrern an Standardisierung, Zuverl?ssigkeit und Qualifizierung zusammen, um die strengen Anforderungen von Automobilanwendungen zu erf¨¹llen.
Wael Fakhreldin ist Director of Automotive Processing bei ºÚÁÏÍø911. Sein Schwerpunkt liegt auf Mikrocontrollern, Mikroprozessoren, KI-Beschleunigern und Chiplets f¨¹r die n?chste Generation elektronischer Fahrzeugarchitekturen.
