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安全皮膚包覆更全面 原見精機/川崎重工合推工業協作機器人
新冠疫情為全球製造業帶來艱鉅挑戰,為保持產線穩定運作,工廠人機協作的升級轉型需求大增。但工業機器手臂為追求生產效率的極大化,作業時往往必須與人類作業員保持安全距離,使得人機協作的理想很難落實。如何讓工業機器手臂與人類作業員安全地協同工作,成為機器手臂產業的重大議題。為實現工業協作手臂的理想,專注研發機器手臂安全皮膚的原見精機,與日本川崎重工(KAWASAKI)攜手合作,共同發表了搭載安全皮膚的工業機器手臂,藉由高達95%且無死角的包覆度,讓工業機器手臂的安全度大為提升,並朝工業協作的目標跨出一大步。
原見精機董事長蘇瑞堯表示,該公司自2017年創立以來,靠著全球唯一的表面式力感測器解決方案,獲國內外諸多機器人龍頭廠商青睞,攜手提升智慧製造人機協作的安全性。很榮幸本次與川崎重工進一步深化夥伴關係,推出搭載於其機械手臂、市面上包覆最完善的機器人觸覺技術解決方案,現正於日本進行最後檢測實驗,預計不久後即可問世量產。我們將持續以MIT的堅強技術實力,與更多夥伴攜手打世界盃,以安全的工業協作自動化為核心,擘劃下世代工廠未來。
川崎重工新事業開發部部長野田真指出,產業環境日新月異,川崎重工於工業自動化與機器人產業發展的五十多年間,不斷開發並尋找能符合市場需求的技術。原見精機獨有的觸覺感測解決方案,有效促進大型工業機器人與人類的協作,為新時代自動化產業的發展注入活水。本次搭載於KHI RS007L的T-Skin安全皮膚新產品,提供機器手臂在協作同時又保有完整的工業精準特性,輕鬆升級為堅實、精準、耐用的下世代機器人。
原見精機與川崎重工合作,讓原本專為工業應用設計的KHI RS007L機器手臂,在加裝專為其設計的安全皮膚後,升級為工業協作手臂
原見精機的T-Skin安全皮膚,具有高感度特性,只要一公斤力碰觸就可命令機器人停止。該產品是全球第一個通過歐盟CE驗證最高規格的觸覺感測安全產品,且符合人機協作技術規範ISO/TS 15066的人體安全撞擊測試,產品安全與功能安全均獲認可,達到完整機械系統的安全要求。
原見精機總經理盧元立則進一步說明,KAWASAKI的輕量型機器手臂KHI RS007L是目前同一負重等級中,全球運作速度最快的機械手臂。該手臂原本是專為工業應用設計的產品,但由於人機協作是機器手臂一個很重要的發展趨勢,如何讓工業機器手臂在快速、精準的既有優勢上,提高其安全性,是許多機器手臂業者都在追求的目標。在既有的工業手臂上加裝安全皮膚,可讓工業手臂快速升級為工業協作手臂,且成本也遠低於購置新的協作型手臂(Cobot)。但安全皮膚必須針對手臂進行深度客製化,才能避免安全皮膚拖累或干擾機器手臂的運作。原見與川崎重工合作,為KHI RS007L開發專用安全皮膚T-Skin的目的,就是為了讓該手臂能一方面保有其輕巧快速的優勢,另一方面又更加安全。
除了與川崎重工直接合作外,原見也已經針對其他機器手臂品牌的多款產品開發出外掛式的安全皮膚,可讓製造業者用最實惠的投資額,將既有的工業手臂升級為工業協作手臂。
聯發科/Inmarsat攜手完成5G衛星物聯網資料傳輸測試
聯發科技日前成功與國際航海衛星通訊公司(Inmarsat)合作,以窄頻物聯網(NB-IoT)晶片完成全球首次5G物聯網高軌衛星資料傳輸測試。聯發科技以先進的技術能力及超前速度布局領先其他業者,順利克服高軌衛星傳輸的訊號弱及訊號延遲的艱難挑戰,掌握傳輸時間,將可有效補足基地台覆蓋的限制,徹底發揮5G萬物互聯的特性。此舉將可望納入5G國際標準組織3GPP R17的標準之中,協助全球5G時代新技術標準化工作。
聯發科以NB-IoT晶片完成全球首次5G物聯網高軌衛星資料傳輸測試
聯發科技通訊系統設計研發本部總經理黃合淇表示,聯發科技與國際航海衛星通訊公司的合作,將加速產業在5G時代整合行動通訊和衛星網路的全球無縫覆蓋發展。聯發科技具有領先的行動通訊技術,是5G生態系的關鍵推手,也是3GPP標準的重要貢獻者,兩家公司的持續合作將有助於推動物聯網等垂直應用領域的5G創新。
國際航海衛星通訊公司產品資深總監Jonathan Beavon指出,本次成功地在Inmarsat商用的GEO衛星網路上測試聯發科技標準窄帶物聯網晶片,證明透過晶片及基地台小幅修改,便可讓移動通訊技術有效地運行於GEO同步衛星,這將為混合型全球物聯網覆蓋提供一個具有成本效益的解決方案。
聯發科技成功地透過Inmarsat 的「Alphasat L 波段衛星」,於赤道上方3萬5千公里處的地球同步軌道上(GEO)完成資料傳輸實測。這次成果將會提交至5G國際標準組織3GPP的Rel-17非地面網路(NTN)國際標準化工作中,推動5G標準體系的完善以支持更多應用場景和新型業務的發展。非地面網路是指運用衛星等非地面方式傳輸訊息,最常應用在基地台網路難以覆蓋、人跡罕至的大洋、沙漠、深山、極地等區域。
此次測試裝置搭載聯發科技基於標準NB-IoT所開發、支援衛星功能的晶片產品,與商用的同步衛星建立了雙向通訊,為衛星通訊和行動通訊網路整合奠定基礎,實現新一代5G物聯網的整合服務。
本次測試的成功顯示此項全球標準的可行性,開啟了使用單項裝置即可同時連接衛星和行動網路的市場潛力,透過衛星提供全球覆蓋的NB-IoT網路,不論身處海洋還是深山中,都可以實現物聯網連接,未來應用商機可期。
搭載聯發科技晶片的測試裝置從義大利北部往國際航海衛星通訊公司高軌同步衛星傳輸資料,並透過富奇諾太空中心(Fucino Space Center)成功收到回訊。測試用的基地台由台灣資訊工業策進會開發,以現有地面行動網路的基地台改造成適合接收衛星訊號的基地台。
資安/防偽需求持續成長 萊迪思發表兩項新對策
由於韌體竄改與不肖代工廠竊取客戶設計的事件層出不窮,對電子產品的資訊安全與供應鏈運作造成極大影響,可編程元件供應商萊迪思(Lattice)基於其反竄改與硬體加密的核心技術,在近日發表Sentry解決方案跟SupplyGuard服務,盼藉此協助客戶開發出更安全的應用產品,並提高不肖代工廠竊取產品設計的困難度。
萊迪斯半導體亞太區應用工程總監謝征帆表示,5G、網路邊緣運算和物聯網正在加速設備連接的速度,各個市場的高科技OEM廠商也日益關注安全性。開發人員需要確定其硬體平台在面臨網路攻擊和IP盜竊時仍能保證安全。他們需要的安全解決方案要能夠在產品現場運行的整個週期內支援全面的保護,這意味著此類解決方案必須能夠動態地適應不斷變化的威脅情況。
對韌體發動攻擊,已經成為越來越常見的駭客攻擊手法。美國國家漏洞資料庫報告指出,在2016年至2019年間,韌體漏洞的數量增長了700%以上 。保護系統免遭未經授權的韌體存取需要為所有連接的設備提供動態、持久、即時的硬體平台安全保護。這包括保護零組件韌體免於未經授權的存取,並使系統能夠在攻擊發生時立即自動實施保護、偵測和恢復。
因此,萊迪思近期發表了一款名為Sentry的軟體解決方案,以及由此延伸出來的SupplyGuard服務。Sentry方案可以讓客戶輕鬆實現符合NIST SP-800-193標準、基於硬體信任根(RoT)的PFR解決方案。憑藉Sentry經過驗證的IP、預先驗證的參考設計和硬體展示,開發人員可以透過修改RISC-V和Propel設計環境提供的C代碼來快速客製化PFR解決方案,將產品上市時程從10個月縮短到6週。
謝征帆指出,基於TPM和MCU的硬體安全解決方案通常使用序列處理,因此從系統上電到TPM、MCU開始發揮保護功能之間,會有一段時間差,如果韌體已遭到竄改,系統在這段防護的空窗期,已經開始執行有問題的韌體,帶來很大的資安風險。萊迪思的FPGA搭配Sentry解決方案,則是在韌體與MCU、TPM或BMC之間建立起一道安全閥,由FPGA先對韌體進行驗證,確認無誤之後才讓後面的處理單元執行相關韌體。
以這項技術為起點,萊迪思進一步推出SupplyGuard服務。使用SupplyGuard服務的設備開發商,會從萊迪思取得出廠時就已經預先鎖定的FPGA元件,以及對應的安全金鑰。設備開發商寫好韌體後,只要把金鑰包進韌體裡,就不用擔心不肖代工業者在生產過程中私下生產額外的產品,再拿去市場上販售。因為帶有金鑰的韌體只能在被鎖定的FPGA元件上執行,即便代工廠透過其他管道取得未鎖定的FPGA元件,也無法執行受到金鑰保護的韌體。另一方面,這些出廠時就已經鎖住的FPGA,也會對韌體進行驗證,如果韌體無法通過驗證,FPGA會直接阻止系統執行該韌體,提高系統的資安防護能力。
SEMI軟性混合電子標準技術委員會正式成立
國際半導體產業協會(SEMI)日前公布,在SEMI北美標準區域委員會(NARSC)與SEMI國際標準委員會(ISC)一致通過下,由台灣所發起的「軟性混合電子(Flexible Hybrid Electronics, FHE)標準技術委員會」正式成立。作為SEMI全球第一個核准通過的軟性混合電子標準技術委員會,未來將透過凝聚各方標準發展共識,協助產業推動橫跨設計、材料、製造、封裝及系統的整合性軟性混合電子量測的國際標準。
由台灣所發起的軟性混合電子標準技術委員會已正式成立 (圖片來源:semi)
SEMI全球行銷長暨台灣區總裁曹世綸指出,本次正式獲得核准成立的軟性混合電子標準技術委員會將以改善目前產業遇到的發展瓶頸、建立統一量測標準為目標,奠定台灣在全球產業標準發展的地位。透過參與國際產業標準制定,希望幫助台灣軟性混合電子朝降低成本和提高競爭力的發展方向前進,促進產業持續成長。
對軟性混合電子產業而言,SEMI全球首個軟性混合電子標準技術委員會的成立,象徵SEMI支持產業往前邁進的重大里程碑。未來,SEMI將以產業需求為導向來協助制定軟性混合電子領域的標準,藉由結合物聯網(IoT)、大數據分析或機器學習技術(Machine Learning)應用的導入,將能打造更小更智慧的電子應用產品,並有助於智慧織物、智慧醫療、穿戴裝置與智慧汽車等應用開發新興技術。
SEMI-FlexTech於2018年在台籌組「軟性混合電子產業委員會」,為解決業界缺乏量測標準的問題,各委員們達成建立產業標準技術發展平台的共識,並由在智慧紡織應用廠商愛克智慧科技黃宏旭執行董事,與日月光集團葉勇誼副總發起成立請願書,爭取指導委員們的支持獲准成立軟性混合電子標準技術委員會。此外,甫成立的標準技術委員會預計分階段性推出「軟性智慧織物(Flexible Smart Textile)」、「智慧汽車(Automotive)」與「物聯網裝置(IoT device)」等相關應用的量測標準制定工作小組拓展標準草案的推動,並據以擬訂相對應的標準,以加速將相關技術導入終端應用市場。
SEMI軟性混合電子標準技術委員會有眾多夥伴響應加入,包含愛克智慧科技、台灣應用材料、日月光、明基材料、布魯爾科技、正美企業、台灣杜邦、台灣飛利斯、通用矽酮、工業技術研究院、聚陽實業、奇翼醫電、台虹科技、利永環球、智晶光電、中山大學等。未來SEMI將會持續邀請更多廠商加入委員會的行列。
疫情打亂淡旺季步調 3Q’20伺服器出貨恐季減4.9%
TrendForce指出,2020年上半年受COVID-19疫情衝擊,多數企業為因應疫情與整體經濟環境的不確定性,對伺服器採購由資本支出(CAPEX)類別轉向以租用雲服務為主的營運支出(OPEX),導致既有伺服器採購訂單暫緩、第三季以Dell、HPE為首的企業伺服器供應商開始下修全年出貨數字,TrendForce近期將第三季伺服器出貨量預估由原先的季衰退0.8%,下修至季衰退4.9%。
伺服器品牌廠在首季淡季效應後,第二季進行季節性回補,第三季原為傳統旺季,但因疫情使得企業資本支出減緩的效應發酵、市場缺少明顯的成長動能,導致伺服器品牌出貨量將呈現季衰退趨勢,主要品牌包含戴爾(Dell)、HPE、華為與浪潮預估均會出現近雙位數的出貨量季減幅度。
從個別廠商今年的布局來看,Dell將高毛利產線轉移至台灣,並更為著重協力廠商資料中心佈局(如金融機構與小規模資料中心等),此一策略的轉變使得Dell可確保企業逐步投入雲端的趨勢下,仍維持其競爭優勢;而旗下EMC也專注於企業上雲所對應的存儲市場,仍為最具競爭力的廠商。然而,疫情使得全球企業調降資本支出造成的影響,仍衝擊Dell下半年出貨表現。
HPE上半年因產品線調整,約有近10%伺服器轉移至AMD Rome平台,但轉換初期客戶因既有平台仍維持在Intel而面臨較大的挑戰,使得首兩季度表現不如預期。除此之外,上半年產線也受疫情影響,許多半成品受制於組裝廠缺工問題,使得半成品庫存偏高,加之既有企業客戶減少訂單的影響,第三季出貨將比第二季衰退。
Lenovo則是受惠於資料中心組裝訂單逐漸在北美業者中嶄露頭角,產線於第三季銜接上Microsoft伺服器的組裝需求,故表現格外亮眼,第三季出貨量是前五大品牌廠中唯一逆勢成長的公司。
在中國伺服器市場方面,由於第二季中國境內大規模資料中心部署以及運營商建置的伺服器絕大多數採用來自國內業者製造的伺服器產品,進而帶動浪潮與華為的出貨。但第三季度受總體經濟下行的影響,中國新基建題材並未如期發酵,導致企業客戶的伺服器採購低於年初預期,中國兩大伺服器廠同樣面臨衰退局面。
搶攻5G開放架構商機 經濟部攜手Cisco打造國際隊
台灣於2020年正式邁入5G元年,開放架構發展看來水到渠成,打開無線存取網路的封閉架構,也將帶動每年上兆的5G行動通訊基礎建設商機。日前經濟部工業局宣布與美國網通科技廠商思科(Cisco)聯手,以「Open Networking Taiwan Amazing」為核心價值,與台灣在地系統整合商華電聯網和網通設備廠商智邦、明泰、智易、亞旭、中磊、正文等,在桃園智慧創新應用展示中心,打造全台首座5G開放網路驗測平台,全力搶攻5G白牌電信設備商機。
經濟部、工研院、思科與多家台灣網通廠商組成國際隊,合作打造台灣首座 5G 開放網路驗測平台
在以往的3G、4G時代,電信營運商若要建置基站,須向傳統電信設備商如愛立信(Ericsson)、諾基亞(Nokia)等大廠以統包方式採購其專屬規格設備,系統架構相當封閉。然而5G開放網路架構出現後,其雲端化、虛擬化的技術有利於基地台介面的開放及標準化,使電信營運商從無線電接取網路、傳輸網路到核心網路的整個架構都可以開放給不同的供應商參與。簡而言之,現在只須採購標準化設備即可布建基地台,這將顛覆過去對電信設備大廠的依賴,也可降低基地台建設成本。
尤其,台灣網路通訊設備產業經過數十年發展,目前在全球中游網路通訊產品市場,不論是交換器、小型基地台、路由器、閘道器等,都已具備高度的全球適用性與多元市場經驗,現在透過開放式網路架構,讓設備製造商有更多的機會,得以開創全新商業模式。
經濟部長王美花指出,5G產業高度國際化,台灣產業界近年對於標準制定與產業發展高度關注,面對5G開放架構商機,與國際級廠商合作組成國際隊,希望能為相關廠商開拓新商機。而行政院國家發展委員會主任委員龔明鑫也提到,行動通訊設備市場多年來台灣斬獲有限,5G時代打破封閉核心網路,台灣將產生很多機會;行政院科技會報執行祕書蔡志宏更認為,台灣上下游產業鏈完整、工程師素質高、幅員也適合作為測試場域,5G開放架構台灣大有可為。
經濟部長王美花現身記者會,談論5G開放式架構網路實驗平台對台灣網通產業的影響
另外,以日本樂天為例,該公司於2018年取得日本第四張電信執照後,便大量引進開放架構系統實現5G電信服務,包括與思科合作設計核心網路,也採用廣達旗下雲達科技的邊緣運算伺服器以及中磊電子的5G小型基地台,展現台灣廠商網路通訊產品的發展,且今年4月宣布投入54億美元,鋪設日本全國5G網路,預期為台灣廠商帶來新商機。
桃園青埔智慧創新應用示範中心,打造出具備高度彈性、開放性和相容性的5G開放網路驗測平台,為台灣網通設備廠提供全新型態的5G電信專網服務,同時透過與國際開放網路架構組織,如O-RAN(Open Radio Access Network)及TIP(Telecom Infra Project)的緊密合作,此平台將扮演搭建產業合作、國際接軌的連結橋梁,幫助研發中的產品或解決方案執行驗證測試相容性,成為絕佳的5G專網測試場域,幫助台灣進一步接軌國際市場。
TrendForce估2024年智慧製造市場規模上看4,000億美元
根據TrendForce旗下拓墣產業研究院表示,導入智慧製造將是企業在新冠肺炎疫情期間的生存關鍵,除了帶動AR、遠端操作、視覺辨識等相關工具與技術發展,也透過部署更多自主無人搬運車(AGV)、行動機器人(AMR)等運輸機器,減少人力以維持社交距離。預估2024年全球智慧製造市場規模將上看4,000億美元,年複合成長率達10.1%,主要成長動能來自遠端與非接觸技術的升級。
2020~2024年全球智慧製造市場規模
拓墣產業研究院分析師曾伯楷指出,2020年全球工業4.0以較穩健的投報率與更成熟的技術,將物聯網、大數據等要素,透過虛實整合呈現於協作型機器人(Cobot)、數位分身(Digital Twins)等解決方案,能夠實現降低成本與提高生產力的宗旨,因此受到相關業者高度關注與採用。
自2011年德國提出工業4.0概念後,全球知名大廠便紛紛開始採用,因此相關技術發展也日趨成熟,根據愛立信(Ericsson)的評估,部署以行動網路為基礎的工業4.0解決方案,5年平均能節省約8.5%的營運成本。而應用案例包括資產追蹤、AR應用、狀態監測、移動型機器人、以及聯網工具等。其5G製造工廠便利用AR設備執行遠端故障排除、支援教育訓練。
電力管理廠商伊頓(Eaton)憑藉工業4.0解決方案抗疫,以Microsoft HoloLens 2 AR眼鏡在實體廠區顯示3D影像並支援遠距連接,透過遠端執行核心工作並保障員工安全。日本製造廠商日立(Hitachi)不僅以熱像儀確保工作場所的員工體溫,也結合視訊分析個人防護設備的使用情況。
觀察台灣智慧製造趨勢,目前製造業中小企業比例約97%,然數位轉型時往往面臨資訊人力不足、成本效益不彰等瓶頸,因此智慧製造計畫多由政府與法人單位共同推動。全球政經、產業趨勢、後疫情時代振興策略,為目前政府推動智慧製造的三大切入點,如現行的智慧機械雲平台就以升級中小企業產品價值、提高國際競爭力為目標,加速台灣整體智慧製造的進程。
2021年製造業的復甦需要更穩健和彈性的供應鏈,除了現有的遠端與非接觸技術工具外,部署更多IoT感測器與設備以打造虛擬工作場域,或是透過區塊鏈、3D列印擴展營運彈性。預期後疫情時代下,智慧製造將有更多應用場景與商機待開拓,強化製造商在面臨往後危機的生存與盈利能力。
庫存回補需求帶動營收成長 封測產業2Q表現亮眼
據TrendForce旗下拓墣產業研究院表示,2020年第一季受到新冠肺炎疫情衝擊,因各國邊境管制與封城措施使整體供應鏈出現斷鏈情況,不論是客戶及通路庫存均偏低。第二季隨著供應鏈逐步恢復供給,加上各國持續推出救市措施與宅經濟發酵,使得下游客戶回補庫存的力道加大,推升全球封測產值接續增長,預估2020年第二季全球前十大封測業者營收為63.25億美元,年增26.6%。
拓墣產業研究院分析師王尊民表示,雖然下游客戶回補庫存需求湧現,然近期中美關係受到華為禁令、香港國安法及南海主權爭議等議題降到冰點,加上疫情在美國、南美洲、印度及東南亞等地持續升溫,恐將壓抑下半年終端需求。
2020年第二季封測龍頭日月光營收為13.79億美元,年增18.9%,雖成長幅度較第一季稍微收斂,但因5G通訊與消費性電子的封測需求上升,成長趨勢依然穩健。至於艾克爾(Amkor)、矽品、力成及京元電,同樣受惠於終端消費產品、記憶體及5G晶片等封測產能提升,年成長率皆突破三成;並且因疫情所獲轉單效應,以及美系設備商將於9月15日後終止對華為產品的製造服務,已趨使封測業者於第二季加速出貨進程。
中國封測三雄江蘇長電、天水華天、通富微電則因中國境內疫情獲得有效控制,進而拉升各類手機、AI晶片及穿戴裝置的封測需求,預估三家企業第二季年成長率約近三成。另一方面,第二季下旬大尺寸面板市場需求與終端銷售表現逐漸回溫,大尺寸面板驅動IC (LDDI)和觸控面板感測晶片(TDDI)稼動率維持在高檔,南茂、頎邦第二季營收分別有16.6%與4.8%的年增表現。
元太科技攜手華星光電 發表42吋電子紙TFT背板
電子紙廠商元太科技(E Ink)宣布與華星光電合作製造電子紙TFT背板,及大尺寸電子紙看板的市場應用推廣。華星將採用8.5代TFT面板線生產線製造42吋電子紙TFT背板。此為業界少見的8.5代線生產大尺寸電子紙背板,也是目前全球製造電子紙TFT背板最大的世代廠,有助於優化電子紙背板的生產成本效益,未來也將能製造更大尺寸的電子紙面板,更加提升電子紙TFT背板的生產效率。
31.2吋黑白紅電子紙顯示效果吸睛,適合應用為零售廣告看板 (來源:元太科技)
元太科技董事長李政昊表示,元太科技長期經營電子紙生態圈,從電子紙生產製造至應用產品的產業鏈中,積極尋找更多志同道合的合作夥伴,擴大電子紙產業供應鏈,並與客戶合作。TCL華星在全球大尺寸面板出貨數量名列前茅,在LCD及OLED產品的投入及成果,市場已有目共睹,很高興能與TCL華星開啟電子紙的合作專案,將能提升大尺寸電子紙的生產製造實力,為市場提供更優質的電子紙看板,同時也讓電子紙生態圈夥伴組成更加多元化。
元太科技致力於電子紙技術與專利的發展,結合TCL華星於大尺寸面板生產製造與銷售的優勢,除了為電子紙生態圈加入多樣性外,透過與TCL華星的合作,將能更深入共同耕耘電子紙看板在交通、醫療、教育等公共顯示器應用,推動電子紙產業成長。
英特爾架構日展示火力 製程/封裝技術還有壓箱寶
英特爾(Intel)日前在該公司的財報會議上宣布,其7奈米製程的量產時間將往後推到2022年,引起業界熱烈討論,甚至有許多評論認為,英特爾多年來引以為傲的製程技術,已經不再具有領先地位。但在暌違18個月後,該公司再度舉行了英特爾架構日活動,對外說明英特爾未來的技術跟產品發展路線圖,並發表了SuperFin、SuperMIM、混和接合(Hybrid Bond)、ODI等新技術的進展。顯然英特爾的製造部門還有許多壓箱寶,在可預期的未來,該公司內部自行研發的半導體製程,仍會是英特爾面對市場競爭的主要武器。
在英特爾架構日2020活動上,英特爾首席架構師Raja Koduri、英特爾院士及其架構師團隊,詳細介紹了英特爾在科技六大創新支柱--製程/封裝、XPU架構、記憶體、互聯、安全與軟體上所取得的進展。
SuperFin同步提升電晶體/電容器效能
在前段製程方面,英特爾揭示其10奈米SuperFin技術,並稱其為公司歷史上最大的單一節點內升級功能,可提供等同於轉換至全新製程節點技術的效能改進。在14奈米節點,英特爾的製程技術總共歷經了四次改版,使用其最新一版的14奈米製程(14nm++++)的處理器,效能已經比最初版本的14奈米處理器提高21%。而隨著SuperFin電晶體導入,英特爾10奈米製程的電晶體效能,將可一口氣提高近20%,且未來SuperFin還有持續進步的空間,可以為晶片帶來更多效能。
英特爾院士Ruth Brain表示,SuperFin其實涉及了兩個層面,一是電晶體源極/汲極結構的改良,二則是在電容器上使用了新的High-K材料,將容值提高五倍。
在電晶體方面,SuperFin改良了源極/汲極的磊晶生長,從而提升應力並減小電阻,以允許更多電流通過通道,此外,柵極製程也有所改進,提高了通道遷移率,使電荷載子可以更快速地移動。此外,SuperFin還提供額外的柵極間距選項,可為需要極致效能的特定晶片功能提供更高的驅動電流。最後,SuperFin採用了新型薄阻障層,將通孔電阻降低30%,使電晶體互連效能的效能得以提升。
SuperFin結構示意圖
在電容器的突破方面,英特爾將使用了新High-K材料的電容命名為Super MIM,與業界標準相比,Super MIM電容可在相同的面積條件下,提供5倍的容值,從而降低電壓驟降情況,並顯著提高產品效能。該技術由一種新型High-K介電材料所實現,該材料堆疊在厚度僅為數埃米的超薄層中,形成重複的超晶格結構。這是一項業界首創的技術,領先其他製造商的現有製程能力。
SuperMIM示意圖
Co-EMIB/ODI封裝為Chiplet時代超前部署
至於在先進封裝方面,英特爾資深首席工程師Ramune Nagisetty表示,該公司所發明的EMIB跟Foveros技術,已經應用在許多晶片產品上,在此基礎上,英特爾將以繼續縮小封裝的bump pitch、提高bump密度為目標,讓先進封裝得以支援更多I/O。目前EMIB與Foveros的bump pitch分別可達55~36微米及50~25微米,未來的目標是要將bump pitch縮小到10微米以下。混和接合技術將是實現此一目標的關鍵技術,目前英特爾已經完成該技術的試產。
而為了實現更複雜的封裝,滿足未來Chiplet的需要,英特爾的封裝團隊正在發展Co-EMIB與Omni-Directional Interconnect(ODI)等新的封裝技術。Co-EMIB是一種混和了2D封裝與3D封裝的技術,利用EMIB將多個已經完成堆疊封裝的晶片模組串接起來,再安置於同一個基板上,這會使英特爾得以實現更大型、更複雜的多晶片模組整合,而且也讓晶片設計人員可以更自由地將晶片切割成Chiplet,提高設計的靈活性,亦有助於加快產品上市跟提高良率。
Co-EMIB讓封裝設計人員得以實現更複雜的封裝結構
ODI也是一種有助於提高設計自由度的封裝技術,也可以視為TSV概念的變形運用。TSV是以晶片上的垂直穿孔作為互聯的通道,因此隨著TSV的數量增加,晶片設計人員必須預留更多晶片面積給這些穿孔,其實是相當大的浪費。而且在進行3D堆疊時,面積比較大的晶片一定要在下層,否則整個堆疊的結構容易不穩定。ODI則是反其道而行,藉由在晶片外面的金屬柱來實現晶片與基板的互聯,這不僅可以節省TSV占用的空間,同時也可以實現上大下小的堆疊結構,讓封裝設計者有更多的彈性。
此外,因為金屬柱直接與基板互聯,因此基板可以透過金屬柱直接對上層晶片供電,或在基板與晶片間,搭建起頻寬更高的互聯線路,這些優勢都可以讓封裝設計者有更多揮灑創意的空間。
Foveros與ODI比較圖
不管是Co-EMIB或ODI,其實都是在為日後Chiplet的整合需求預做準備。隨著先進製程的線寬越來越細,很多晶片已經不適合再使用最先進的製程製造,已經是不爭的事實,例如記憶體、類比、射頻晶片所使用的電晶體,跟邏輯晶片的電晶體,在結構跟尺寸上就有很大的差異,與其硬要把不同種類的電晶體實作在同一顆晶片上,不如各自用最適合的製程技術分開生產,形成所謂的Chiplet,再藉由先進封裝技術把Chiplet整合在同一個封裝內。
要實現Chiplet,需要有兩根支柱,其一是實現實體互連的各種先進封裝技術,另一個則是Chiplet互聯的介面標準。在介面標準方面,英特爾正在大力推廣先進介面匯流排(AIB)標準,希望讓Die與Die之間的介面得以標準化。Nagisetty表示,介面的標準化是非常關鍵的,在幾十年前,英特爾與其他合作夥伴,共同把PC主機板上的各種介面標準化,例如連接記憶體的DDR、連接GPU或其他周邊的PCI/PCIe,才創造出今天的PC生態系統。同樣的,Chiplet要普及,介面標準化的工作也是不可或缺的。
英特爾力推AIB標準,以統一Die與Die之間的互聯介面
在Chiplet介面標準化方面,英特爾已加入CHIPS聯盟(CHIPS Aliance),並將AIB標準與聯盟成員分享。此一標準目前已進展到2.0版本,並且是完全開放、免權利金的標準,相關說明文件與AIB產生器等工具,都可以在Github上下載。












