La technologie 7nm certifiée pour l’automobile
La fonderie taïwanaise TSMC a lancé en première mondiale la technologie de procédé 7 nm qualifiée pour l’industrie automobile.
La plate-forme d’activation de conception automobile (ADEP) de 7 nm vise le développement de moteurs d’inférence IA, de systèmes d’assistance à la conduite avancés (ADAS) et d’applications de conduite autonome, et possède la certification automobile ISO26262 et AECQ-100. La technologie de processus sera disponible pour les durées de vie des produits automobiles, qui sont généralement supérieures à 10 ans.
La famille de technologies 7 nm est en production en volume chez TMSC depuis 2018, ce qui permet à l’entreprise d’améliorer la qualité et le rendement ainsi que de répondre aux exigences rigoureuses de durabilité et de fiabilité de l’industrie automobile.
L’ADEP de TSMC est certifié conforme à la norme ISO 26262 pour la sécurité fonctionnelle et se compose des cellules Standard Cell, GPIO et SRAM Foundation IP (Propriété Intellectuelle).
Cette IP de fondation a passé une qualification rigoureuse selon AEC-Q100 Grade-1. Des kits de conception de processus et la prise en charge des IP de fournisseurs tiers sont également disponibles. Synopsys, par exemple, propose des IP LPDDR4x, MIPI CSI-2 et D-PHY, PCI Express 4.0 et de sécurité qualifiés ISO26262 et AECQ-100 pour le processus 7 nm.
L’ADEP est basé sur une collaboration avec le fabricant d’outils EDA Ansys pour augmenter la fiabilité du processus 7 nm afin de le rendre compatible avec la conception automobile. Les flux de travail prennent en charge l’électromigration (EM), la fiabilité thermique, y compris l’auto-échauffement et la co-analyse thermique du boîtier de la puce et la décharge électrostatique. Il comprend également un nouveau flux de travail pour la budgétisation statistique de l’électromigration ( statistical electromigration budgeting, SEB).
La SEB permet aux concepteurs de puces de répondre aux exigences strictes de sécurité et de fiabilité en priorisant les correctifs EM les plus importants pour le signoff (finalisation de la conception) tout en évitant un travail de conception excessif.
«Les IP et les systèmes sur puces (SoC) conçus pour les applications automobiles utilisant la technologie de processus N7 (7 nm) de TSMC offrent une intégration, des fonctionnalités et des vitesses de fonctionnement accrues mais doivent répondre à des exigences rigoureuses en matière de sécurité et de fiabilité fonctionnelles», a déclaré Suk Lee, directeur principal, Design Marketing Division Marketing chez TSMC.
« Les normes de sécurité et de fiabilité sont de plus en plus strictes dans les systèmes automobiles de prochaine génération, rendant obligatoire la nécessité d’une plate-forme de simulation multi-physique complète qui résout simultanément les effets thermiques, la fiabilité, la synchronisation de la puissance et les performances au travers de l’assemblage » puces, boîtiers et systèmes, » a déclaré John Lee, directeur général d’ANSYS
Les flux de travail du processus 7 nm sont basés sur l’outil de validation d’intégrité et de fiabilité de l’alimentation Ansys RedHawk, de l’outil de co-analyse et de co-visualisation intégré puce-boîtier RedHawk-CTA et de Totem, une solution de validation de l’intégrité et de la fiabilité de l’alimentation au niveau du transistor pour des conceptions analogiques et signaux mixtes. Outre l’analyse infrarouge statique et l’analyse de la chute de tension dynamique, Totem peut inclure le réseau du substrat, ainsi que des modèles de boîtier et de carte, pour la co-analyse de l’assemblage puce-boîtier-système. Totem peut également effectuer des analyses incluant la dissipation thermique de l’électromigration des lignes de puissance et de signal.
Un autre outil, appelé PathFinder, aide les utilisateurs à planifier, vérifier et approuver les conceptions IP et SoC complet pour leur intégrité et leur robustesse contre les décharges électrostatiques. L’analyse est effectuée au niveau du layout et du circuit pour aider l’utilisateur à identifier et à isoler les problèmes de conception qui peuvent provoquer une défaillance de la puce ou de l’IP à partir du modèle du composant chargé, du modèle du corps humain chargé ou d’autres événements ESD.
«Les applications automobiles ont toujours exigé le plus haut niveau de qualité. Avec l’avènement de l’ADAS et de la conduite autonome, une informatique puissante et efficace est désormais également nécessaire pour permettre aux moteurs d’inférence de l’IA de percevoir la route et de comprendre le trafic pour aider les conducteurs à prendre des décisions en une fraction de seconde », a déclaré le Dr Cliff Hou, vice-président directeur de la recherche et développement et développement technologique chez TSMC. «TSMC bénéficie d’une position unique grâce à notre expérience de 7 nm et à notre écosystème de conception complet pour concrétiser les innovations de nos clients et obtenir des composants fonctionnels dès le premier lot tout en répondant aux exigences rigoureuses de mise sur le marché de véhicules plus sûrs et plus intelligents.»
Les usines TSMC sont certifiées IATF 16949 pour la fabrication de produits pour l’automobile, et TSMC propose également un Automotive Service Package (services pour la fabrication de puces pour l’automobile). Ce service fonctionne avec des contrôles plus stricts et un « gating » amélioré par rapport au processus grand public de 7 nm pour atteindre la fiabilité PPM automobile, ainsi qu’un programme de lancement sécurisé (Safe Launch Program) pendant la montée en puissance de la production pour assurer le succès de l’introduction de nouveaux produits.
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