在政策的大力推动下,人工智能产业正步入加速发展期,并给软硬件产品带来新发展机遇。人工智能领域的独角兽企业寒武纪,地平线、深鉴科技等人工智能芯片企业,均致力于开发AI处理器、建立AI开发平台,并积极推出新产品和新应用。 按照研究机构的数据统计预测,在将来的几年里,人工智能领域将迎来前所未有的大布局和大繁荣。
从人工智能的半导体项目来看有明显的几个特征:
1. 基本上是大玩家在参与(如google,百度等),有少许初创企业
2. 投资巨大 ,背后有大的基金或者投资机构支持
3. 产品应用这块,高功率比如服务器,低功率比如移动平台
从设计和工艺来看基本上有以下特征:
1. 基本上使用最先进的半导体工艺,比如16nm, 7nm FinFET等
2. 新的处理器架构
3. 大的裸片和封装
4. 非常多的界面
5. 需要高速传输界面来传输大数据
6. 宽的功率谱
7. 芯片非常昂贵 (前期投入加上量产不够)
在这种背景下,我们仔细看一下传统的on-chip ESD是否符合AI 芯片的需求,特别是半导体厂的现有解决方案是否存在局限和新的挑战。
1. 先进的工艺节点(FinFET) 非常容易产生ESD保护失败
a. 核心器件和IO 器件经不起snapback
b. 核心器件容易遭受瞬态氧化物击穿(Transient oxide Breakdown)
2. 最高的瞬态电压对于核心器件不能超过3V
3. 没办法使用自我保护NMOS/PMOS驱动
4. RC-big FET 引入非常大的漏电
5. 金属链接非常单薄,缺乏稳定性
为了解决上述的困境,专注于on-chip ESD 解决方案的sofics 提出了自己的解决方案使上面的各种问题迎刃而解。关键在和客户的项目合作中,获得了很多宝贵的经验, 比如已经结束的5个16nm FinFET 项目,1个 12nm FinFET 项目,和目前在进行的 7nm FinFET 项目等。 这些项目主要用于人工智能,人机学习,硅光电,高速传输等应用。
上面也谈到,人工智能需要大数据和高速传输,设计人员也非常清楚,高速电路不能容忍高寄生电容,因此在这个方面,Sofics 的解决方案也实现了:
在PAD中不引入ESD电路的电阻
实现超低寄生电容,比如10-20fF
在模拟电路中实现更低工作电压,低于标准IO水平
ESD是一个比较特殊的方向,在芯片没有出来之前预期不了真正的性能,所以直接使用硅片验证过(Si-Proven) 的ESD解决方案尤其重要,这样一来,充分减少了芯片ESD失败的风险(导致芯片开发周期延长,失去市场),同时Sofics的解决方案可能帮助客户在高端的工艺节点上实现增加ESD性能外,还能减少ESD面积,使芯片费用减少,更有竞争力。
Sofics 的on-chip ESD 覆盖目前主流工艺,应用也非常广泛,除了上面的人工智能,硅光电,高速电路外,汽车电子,物联网,SOI,防辐射,医疗等应用,都有我们的身影,对IO有特殊需求的,我们也可以私人定制。作为深耕on-chip ESD 领域近20年的公司,希望和国内的AI 公司以及其他领域的设计公司,半导体厂深度合作。
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