Casa > Rassegna Stampa > Rapporto CEA-Leti e Dolphin Design FD-SOI Innovazione che aumenta la frequenza operativa del 450% e riduce il consumo energetico del 30%: il documento congiunto presentato a ISSCC 2021 mostra come la nuova tecnica Adaptive Back-Biasing supera i limiti di integrazione nei flussi di progettazione dei chip
Abstract:
CEA-Leti e Dolphin Design hanno sviluppato un'architettura ABB (Adaptive Back-Biasing) per i chip FD-SOI che può essere perfettamente integrata nel flusso di progettazione digitale con qualifiche di livello industriale, superando gli inconvenienti di integrazione delle tecniche ABB esistenti.
Rapporto CEA-Leti e Dolphin Design FD-SOI Innovazione che aumenta la frequenza operativa del 450% e riduce il consumo di energia del 30%: il documento congiunto presentato a ISSCC 2021 mostra come la nuova tecnica Adaptive Back-Biasing supera i limiti di integrazione nei flussi di progettazione dei chip
Grenoble, Francia | Pubblicato il 23 febbraio 2021
Full Depleted Silicon on Insulator (FD-SOI) è una tecnologia che consente la polarizzazione del corpo del transistor che funge da back gate. A differenza della tecnologia bulk convenzionale, FD-SOI consente un'ampia gamma di tensione del bias del corpo. Ciò consente di compensare le variazioni di processo, tensione e temperatura (PVT) controllando la tensione di soglia. Ad esempio, nelle operazioni di commutazione, quando l'interruttore è acceso, la polarizzazione del corpo viene modificata per ridurre la resistenza on riducendo la tensione di soglia e consentendo il passaggio di più corrente. Questo accelera il circuito. Nello stato off, la polarizzazione del corpo viene modificata per aumentare la resistenza off aumentando la tensione di soglia, riducendo di conseguenza la corrente di dispersione. Ciò dimostra che la tecnologia FD-SOI può essere utilizzata per accelerare il progetto o ridurre la potenza di dispersione.
Presentata in un documento all'ISSCC 2021, la nuova tecnica ABB consente inoltre alla progettazione dell'applicazione di mantenere una frequenza operativa mirata su un'ampia gamma di condizioni operative come temperatura, variabilità di produzione e tensione di alimentazione. L'architettura consente di ridurre il consumo di energia dei processori nella tecnologia FD-SOI a 22 nm fino al 30 percento e di aumentare la frequenza operativa fino al 450 percento rispetto a una tecnica in cui non viene utilizzata la tecnica di polarizzazione del corpo. Migliora anche la resa di produzione.
"Lo sviluppo di ABB è una svolta per la tecnologia FD-SOI perché mostra i primi risultati in assoluto che descrivono il miglioramento delle prestazioni del circuito dopo l'utilizzo di ABB e contribuirà ad aumentare le prestazioni e i rendimenti nei progetti FD-SOI", ha affermato Gaël Pillonnet, uno scienziato CEA-Leti e autore dell'articolo, "Un regolatore di polarizzazione posteriore adattivo compatibile con PVT compatibile con il flusso digitale da 0.021 mm² con driver scalabili che raggiungono un aumento della frequenza del 450% e una riduzione della potenza del 30% nella tecnologia FD-SOI a 22 nm".
L'ABB è commercializzato da Dolphin Design, una società francese leader in IP, piattaforme e sistemi su chip (SoC) modulari ed efficienti dal punto di vista energetico. Si basa sul proof of concept di CEA-Leti che è stato migliorato e industrializzato da Dolphin Design, sottolineando le proficue collaborazioni dell'istituto con i suoi partner industriali e il suo impegno nel trasferire progetti innovativi all'industria.
"Le prestazioni del nostro ABB IP sono all'avanguardia e mostrano la compensazione delle variazioni tra le condizioni di processo-tensione-temperatura (PVT) su un numero rappresentativo di campioni, consentendo l'utilizzo di questa soluzione nei prodotti industriali", ha affermato Andrea Bonzo , IP program manager presso Dolphin Design. “Gli sforzi precedenti in questa tecnica hanno riportato solo un numero limitato di chip che funzionano come previsto. Con la nostra tecnica, viene dimostrato che un gran numero di chip funziona correttamente. ABB è versatile e può essere utilizzato per pilotare un'ampia area digitale senza alcuna limitazione per qualsiasi tecnologia FD-SOI ".
Secondo il documento, “la nota tecnica ABB (Adaptive Back-Biasing) ha già dimostrato la sua capacità di ridurre il consumo di energia o / e mantenere la frequenza operativa compensando la variabilità del VTH in base agli angoli e alla temperatura del processo. Tuttavia, le architetture ABB pubblicate in precedenza forniscono una panoramica limitata su come integrare perfettamente ABB nel flusso di progettazione digitale con qualifiche di livello industriale. Proponiamo un ABB-IP riutilizzabile per qualsiasi carico digitale polarizzato, da 0.4-100 mm², con area ridotta e sovraccarico di potenza, ad esempio 1.2% a 2 mm² e 0.4% a 10 mm², rispettivamente. "
Con questa nuova architettura, l'area ABB è relativamente piccola rispetto alla progettazione dell'applicazione e, sia per l'area che per la potenza, consente alla progettazione dell'applicazione di mantenere la sua velocità (frequenza) target con un overhead relativamente basso.
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A proposito di CEA Leti
Leti, un istituto di ricerca tecnologica presso CEA, è un leader globale nelle tecnologie di miniaturizzazione che consentono soluzioni intelligenti, efficienti dal punto di vista energetico e sicure per l'industria. Fondata nel 1967, CEA-Leti è pioniera delle micro e nanotecnologie, realizzando soluzioni applicative differenziate per aziende globali, PMI e startup. CEA-Leti affronta le sfide critiche nella sanità, nell'energia e nella migrazione digitale. Dai sensori all'elaborazione dei dati e alle soluzioni informatiche, i team multidisciplinari di CEA-Leti forniscono una solida esperienza, sfruttando strutture di preindustrializzazione di livello mondiale. Con uno staff di oltre 1,900 dipendenti, un portafoglio di 3,100 brevetti, 10,000 metri quadrati di spazio per camere bianche e una chiara politica di proprietà intellettuale, l'istituto ha sede a Grenoble, in Francia, e uffici nella Silicon Valley e Tokyo. CEA-Leti ha lanciato 65 startup ed è membro della rete Carnot Institutes. Seguici su www.leti-cea.com e @CEA_Leti.
Competenza tecnologica
Il CEA ha un ruolo chiave nel trasferire la conoscenza scientifica e l'innovazione dalla ricerca all'industria. Questa ricerca tecnologica di alto livello viene svolta in particolare nei sistemi elettronici e integrati, dalla microscala alla nanoscala. Ha una vasta gamma di applicazioni industriali nei settori dei trasporti, della salute, della sicurezza e delle telecomunicazioni, contribuendo alla creazione di prodotti competitivi e di alta qualità.
Per maggiori informazioni: www.cea.fr/english
Informazioni su Dolphin Design
Con sede in Francia, Dolphin Design, precedentemente noto come Dolphin Integration, è una società di semiconduttori che impiega 160 persone, di cui 140 ingegneri altamente qualificati.
Forniscono soluzioni di piattaforma differenziate costruite su IP e architetture all'avanguardia, personalizzate da utilità a livello di sistema uniche per fornire ASIC veloci e sicuri, progettati da o per i loro clienti. Queste piattaforme sono disponibili per vari processi tecnologici e ottimizzate per la progettazione di SoC ad alta efficienza energetica.
Accanto ai loro clienti, che ora superano le 500 aziende, si concentrano sulla collaborazione umana, creativa e di lungo termine per consentire loro di portare prodotti, alimentati da circuiti integrati innovativi e accessibili che riducono al minimo l'impatto ambientale, nelle mani di miliardi di persone ogni giorno. Nei mercati consumer, tra cui IoT, AI e 5G, e nei mercati ad alta affidabilità, liberano la creatività dei designer SoC per fornire differenziazione.
Per ulteriori informazioni: www.dolphin-design.fr
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Contatti:
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Agenzia
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Stampa Contatta Dolphin Design
Aurélie Descombes
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