多核心DSP驅動3D IC應用之成長 工研院多媒體行動通訊晶片設計新趨勢
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2008-10-29 00:00
前言:
為因應全球網路化、多媒體的未來智慧生活,新一代的數位行動裝置,將以輕薄短小、寬頻化、多樣化的系統整合成為IC設計產業發展主流。工研院系統晶片科技中心(簡稱工研院晶片中心)積極發展智慧型可攜式裝置的關鍵技術, 24日舉辦的2008 SoCTEC Workshop系統晶片技術研討會中,特別展出行動式WiMAX(IEEE802.16e)驗證平台、低功耗手持式數位電視(DVB-H)之調諧器技術,以及多核心處理器PAC DSP技術等符合下世代行動生活產業的關鍵成果。
工研院晶片中心吳誠文主任表示,有鑑於全球半導體市場成長漸趨平緩,如何開發新應用、提昇附加價值,尋求擺脫低價代工的藍海策略成為產業關注的課題,而台灣在用戶端產品的設計與代工優勢,實有利於朝多媒體行動通訊技術領域發展,因此工研院積極發展包括高效能數位訊號處理器(DSP)、最新無線通訊WiMAX基礎研究與系統開發、以及立體堆疊晶片(3D IC)技術等關鍵技術,希望透過參與國際標準制定與掌握關鍵智財佈局,協助國內廠商搶佔市場先機,開創相關創新應用及服務產品。
為協助國內IC設計業者進軍商機龐大的手持式多媒體行動裝置核心晶片市場,工研院自2004年投入32位元高效能DSP的自主研發,2007年將第一代的PAC (Parallel Architecture Core) DSP技術移轉給業界以加速產品的商用化。本次研討會邀請策略合作夥伴凌陽核心科技公司展示國內首顆PAC DSP Inside之量產IC,同時也展出其自主設計之32位元MPU之多款量產應用產品。2008年工研院與晶心科技公司合作,成功展示國人自主自製的32位元處理器(MPU)和PAC DSP台灣雙核心軟硬體共通平台,晶心科技此次亦受邀展出其MPU系統晶片設計平台。
另一方面,無線寬頻通訊技術的進展是人類實現行動生活夢想的一個關鍵,目前工研院晶片中心的WiMAX技術團隊,著力於行動式WiMAX(IEEE802.16e)的晶片核心技術研發,以及更高速傳輸標準IEEE802.16m的技術關鍵智財之建立與標準參與。目前已成功開發出符合IEEE802.16e標準且具備多輸入多輸出(Multiple input, Multiple output;MIMO)的射頻、射頻(Radio Frequency;RF)、混合訊號(Mixed-signal)、及基頻(Baseband)電路之晶片解決方案,並擁有國內外數十件專利保護,未來將可應用於筆記型電腦與手持裝置之上。
此外,吳主任對於半導體產業的發展潮流也提出見解,台灣半導體產業在高度垂直分工的結構下,3D IC整合技術將是下一波的發展機會。台灣宜整合運用製造、封裝、測試等之領先優勢,未來如果能在晶片的設計階段即導入3D IC的概念,強化高附加價值的系統層級關鍵IC技術與相關軟硬體技術之整體發展,使晶片設計能真正引領相關系統產品與應用不斷向前推進,預測將可以更進一步滿足使用者對於優質便利生活的殷切需求。
新聞辭典
工研院系統晶片科技中心(SoC Technology Center)
為工研院五大焦點中心之ㄧ,目前發展以個人化網路服務連結相關之 SoC 設計技術 ( Personal Connectivity Centric SoC Design Technology ) 為願景,於寬頻無線個人化行動媒體裝置的技術領域,提供無線通訊如射頻(Radio Frequency;RF)、混合訊號(Mixed-signal)、及基頻(Baseband)電路之晶片解決方案、單核與多核高效能低功耗處理器軟硬體技術、新一代個人化媒體裝置Prsonal Media Device(PMD)平台技術,以及上述領域衍生出高度整合的晶片系統設計、整合、驗證與測試等解決方案和三維堆疊(3D)晶片整合發展。
WiMAX(Worldwide Interoperablity for Microwave Access,全球互通微波存取)
以資料傳輸為溝通方式的無線網路技術標準,主要用在無線都會型區域網路(Wireless Metropolitan Area Networks;WMAN),可提供最後一哩無線寬頻接入,是目前使用的電纜和DSL之外的未來新選擇。2001年由WiMAX 論壇(WiMAX Forum)提出並成形,為英特爾大力主導推廣的新一代遠距無線通訊技術。WiMAX因具備傳輸距離長、網路涵蓋範圍廣、可支援大量數據(Data)、語音(Voice/Audio)、影像(Video)服務需求,並強調傳輸品質管控(Quality of Service;QoS)等特色,成為近年備受矚目的新興無線寬頻通訊技術。
立體堆疊晶片(3D IC)
以往晶片整合多為2D平面的整合,如系統晶片(System on Chip, SoC)及系統構裝(System in Packaging, SiP)。3D IC則是晶片立體堆疊的整合模式,兼具SoC的元件多功能化的設計製作與 SiP即時上市的整合型解決方案。3D IC最大特點在於讓不同功能性質,甚至不同基板的晶片,自各應用最合適的製程分別製作後,再利用矽穿孔(Through-Silicon Via, TSV )技術進行立體堆疊整合,不僅可縮短金屬導線長度及連線電阻,更能減少晶片面積,具有體積小、整合度高、效率高、耗電量及成本更低的特點,更符合數位電子輕薄短小發展趨勢要求。