ÌÇÐÄÊÓƵ

Chiplets sind einzelne Halbleiterchips, von denen jeder f¨¹r eine bestimmte Systemfunktion zust?ndig ist. Diese Chips werden mithilfe fortschrittlicher Verpackungstechniken integriert, um ein vollst?ndiges, leistungsstarkes System zu schaffen. Diese heterogene Integration verschiedener Prozesstechnologien umfasst FinFET f¨¹r die Logik, FD-SOI f¨¹r HF, BCD f¨¹r power sowie FD-SOI oder CMOS f¨¹r analoge Mischsignale, 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 ÌÇÐÄÊÓƵ

Speicher und Datenverarbeitung

• Zentraler nichtfl¨¹chtiger Speicher und HBM-Chiplet

Konnektivit?t & E/A

• Austauschbare E/A-Chips f¨¹r verschiedene Anwendungen, optimiert auf ÌÇÐÄÊÓƵs 22FDX

• Drahtlose Chiplets (Wi-Fi, Bluetooth, UWB) auf dem 22FDX von ÌÇÐÄÊÓƵ

Wahrnehmung & Erfassung

• Radar RF Front-End Chiplets auf dem 22FDX von ÌÇÐÄÊÓƵ

• Lidar Front-End Chiplets auf der Silizium-Photonik-Plattform von ÌÇÐÄÊÓƵ

• Module f¨¹r die Sensorfusion

Power

• Chiplets f¨¹r Power und -verteilung auf der 55BCD-Plattform von ÌÇÐÄÊÓƵ

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 ÌÇÐÄÊÓƵ das erste Zentrum f¨¹r fortschrittliches Packaging und Testkapazit?ten in New York an, das sich auf wichtige Chips f¨¹r KI-, Automobil- und andere Anwendungen konzentriert. Die Einrichtung wird neue Produktionskapazit?ten f¨¹r fortschrittliches Packaging, Wafer-to-Wafer-Bonding, Montage und Tests von 3D- und heterogenen integrierten Chips unter Verwendung der 12LP+, 22FDX und anderer f¨¹hrender Plattformen von ÌÇÐÄÊÓƵ bieten.

Zus?tzlich zu diesen geplanten Investitionen und Weiterentwicklungen erweitert ÌÇÐÄÊÓƵ 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 ÌÇÐÄÊÓƵ. Sein Schwerpunkt liegt auf Mikrocontrollern, Mikroprozessoren, KI-Beschleunigern und Chiplets f¨¹r die n?chste Generation elektronischer Fahrzeugarchitekturen.