前言:
X-FAB近日宣布,模擬/混合信號和特種半導體解決方案的領先代工廠X-FAB Silicon Foundries為其XP018高壓汽車工藝推出了新的閃存功能。
作者 | 方文
圖片來源 | 網 絡
需求海量增長需要更強的車規級閃存
如何讓汽車電子芯片在越來越復雜的情況下依然安全可靠,并滿足越來越豐富的功能需求,這是整個汽車行業實現顛覆式創新的基石所在。
汽車行業的產品創新不僅只是依靠汽車企業的自我研發,事實上大多是由供應商提供的新功能來實現的,而這些新功能的開發,則是由更底層的芯片技術革新來推動和促進的。
隨著越來越多的傳感器和 MCU 集成到系統中,汽車電子各功能單元的數據、程序存儲都需要更高性能的閃存,從而對非易失性存儲器件的需求形成海量增長。
但對于汽車行業,對電子器件有著嚴苛的車規標準要求。
①更快的讀取速度、更大的存儲量,對芯片的性能要求越來越高;
②大量的計算會產生更大量的數據,要求存儲芯片具有更大的容量,同時又要有更小的體積;
③程序的安全性及可靠性要求。
X-FAB車用工藝推全新閃存功能
X-FAB近日宣布,模擬/混合信號和特種半導體解決方案的領先代工廠X-FAB Silicon Foundries為其XP018高壓汽車工藝推出了新的閃存功能。
這款新的閃存IP利用X-FAB得到廣泛驗證的氮化硅氧化物(SONOS)技術。
該技術具備更高的性能水平和可靠性,符合嚴格的AEC-Q100 Grade 0汽車規范,可承受在-40°C至175°C的溫度范圍內工作,并完全支持ISO 26262規定的功能安全級別。
新增的內置自檢(BIST)模塊對于實現有效的存儲器測試以及全面的產品調試至關重要。
除汽車電子之外,這款閃存IP還特別適用于電池供電的設備,如便攜式或自主智能傳感器;并在醫療保健、工業、消費和物聯網領域發揮巨大潛力。
它的陣列大小為32KByte,采用8K x 39位配置,數據總線為32位;另外7位專用于錯誤代碼校正(ECC),以確保現場的零缺陷可靠性。
X-FAB專有的XSTI嵌入式非易失性存儲器(NVM)IP測試接口也已包含在內,以實現對存儲器的完全串行訪問。
由于這款汽車級閃存IP能夠在單個1．8 V電源上運行,因此非常適合低功耗設計。新增的內置自測試(BIST)模塊對于實現有效的存儲器測試以及全面的產品調試至關重要。
這個新的IP解決方案進一步豐富了X-FAB針對180納米開放技術平臺的嵌入式閃存產品組合,這些平臺有大量的電壓和晶圓材料可供選擇。
新的Flash IP意味著XP018現在能夠以高度經濟高效的方式解決需要額外邏輯內容和計算資源的混合信號、高電壓應用。
X-FAB針對可攜式模擬應用提供180nm優化的工藝,XP018工藝的多樣選擇以降低芯片的成本。
針對模擬電路設計降低芯片成本
新推出的單電壓5V的選項移除了1．8V的部分以減少整體光罩的數量,對成本敏感的可攜式應用提供有價值的回報。
5V環境中的I/O單元、數字庫、一次性可程序化(OTP)內存和模擬模塊均兼容于XP018所有的高壓選項,使其可用于任何類型的驅動器。
針對驅動壓電或電容性的系統,導通電阻優化的12V晶體管減少了所需要的芯片面積。
此外,5V模塊中一次性可程序化(OTP)內存的編譯程序可支持至16kbit,互補于現有的polyfuses．
適用于不同需求的金屬繞線,一個新式的金屬模塊概念首次引入XP018平臺,節省了設計成本。
它允許MiM電容靈活地和其他金屬層互相堆棧。最后,60V的金屬邊際電容與1kohm的poly電阻簡化60V供電環境中高電壓應用的設計。
符合車規認證需要經過的門檻
①汽車對芯片和元器件的工作溫度要求更寬,根據不同的安裝位置等有不同的需求。比如發動機艙要求-40℃-150℃;車身控制要求-40℃-125℃,遠高于民用產品對消費類芯片和元器件0℃-70℃的要求。
②無論是在濕度、發霉、粉塵、鹽堿自然環境、EMC以及有害氣體侵蝕等環境下,還是在高低溫交變、震動風擊、高速移動等各類變化中,車規級半導體穩定性要求都高于消費類芯片。
③一般汽車的設計壽命都在15年50萬公里左右,遠大于消費電子產品壽命要求,所以對應的汽車芯片使用壽命要更長,故障率更低,可以說車規級半導體對故障率要求是零容忍。
④達到汽車標準需獲得可靠性標準AEC-Q系列、質量管理標準ISO/TS16949認證其中之一,此外需要通過功能安全標準ISO26262 ASILB(D),基本只有符合上述各種硬性條件的半導體器件,才能通過車規級認證。
⑤從架構方面來看,車規級芯片需要有獨立的安全島設計,在關鍵模塊、計算模塊、總線、內存等,都有ECC、CRC的數據校對,為車規級芯片提供功能安全。
結尾:
汽車、移動和IoT應用正在推動單片機和其他閃存器件發展,閃存市場已經增長到220億美元左右。
為了在這一細分市場上占據一席之地,許多代工廠已經啟用了嵌入式閃存平臺或者正在積極努力之中。
包括GLOBALFOUNDRIES、LFoundry、TSMC、UMC、X-FAB,將來還有更多成員加入。