破解边缘AI“不可能三角”,芯原展现FD-SOI全链条能力

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9月20日,第十一届上海FD-SOI论坛在上海举行。芯原股份设计实现高级总监朱炯就《FD-SOI赋能边缘AI:芯原在体偏置设计、嵌入式MRAM和3D异构集成上的量产实践》发表主旨演讲,系统分享了芯原在FD-SOI领域的技术积累。

构建完备的FD-SOI IP与设计生态

朱炯在演讲中回顾了芯原在FD-SOI领域的战略布局。芯原FD-SOI工作组早在2013年便已成立,伴随全球FD-SOI代工巨头STMicroelectronics、Samsung和GlobalFoundries的生态演进,并与之深度绑定。芯原秉持“IP First(IP先行)”战略,从基础IP起步,逐步扩展至模拟及数模混合IP和射频IP。目前,芯原已建立起庞大的FD-SOI IP矩阵,涵盖Memory Compiler、标准单元、PLL、ADC、DC-DC,以及BLE、NB-IoT、GNSS等射频IP;同时,在高速接口物理层(PHY)方面,芯原也拥有MIPI、USB、PCIe、HDMI、SerDes等全面布局。

得益于长期的技术沉淀与“预测、准备”的前瞻性策略,芯原在FD-SOI商业化落地上成绩斐然。数据显示,芯原已拥有超过60个模拟及数模混合IP,其FD-SOI IP核被授权330余次,服务于全球47家客户,并成功推进了约49个芯片设计项目,其中40个项目已顺利流片(tape-out),覆盖了从体偏置、汽车级到射频应用等多个关键领域。

破解边缘AI“不可能三角”

面对边缘AI设备对“即时响应、超长待机、事件驱动计算”这一“不可能三角”的严苛需求,朱炯指出,FD-SOI技术独有的体偏置(Body Bias)能力是破局的关键。芯原通过自适应体偏置(ABB)技术,能够显著优化芯片的功耗与性能表现。

数据显示,采用ABB技术后,芯片的总功耗可降低45%至50%,待机功耗更可降至原来的1/15~1/25,即可降至20微瓦以下。此外,在性能提升方面,ABB技术让芯片在0.8V电压下即可达到1.6GHz的频率(等效于FinFET 0.9V的性能),在0.9V下更可提升至1.8GHz。结合芯原自研的NPU,该方案成功实现了“低静态功耗、高突发性能”的量产落地,契合边缘AI对能效的极致追求。

实现系统的“即时响应”

针对边缘AI的存储瓶颈,朱炯重点介绍了嵌入式MRAM的量产实践。相较于传统SRAM的漏电和易失性问题,以及Flash唤醒慢的劣势,MRAM具备接近SRAM的读取速度、非易失特性以及仅为SRAM三分之二的单元尺寸。它能实现毫秒级唤醒且无需片外加载,真正实现了系统的“即时响应”。

在无线连接与先进封装方面,芯原同样展现了强大的技术储备。面向智能手表、AI眼镜等可穿戴设备,芯原提供优化的BLE、BTDM和Wi-Fi Aware等无线IP,以极低的待机功耗和较小的面积实现无缝即时响应。此外,芯原积极布局3D异构集成技术,例如在AI眼镜应用中的MicroLED 3D堆叠方案,结合 FD-SOI与先进封装,采用Cu-Cu混合键合技术,实现2~4微米的微小像素间距,大幅缩短驱动到像素的距离,有效提升了显示PPI,为下一代智能终端提供了强大的底层技术支撑。

本次论坛,芯原股份全方位展示了从IP、设计服务到系统平台的FD-SOI全链条赋能能力。随着边缘AI时代的全面到来,芯原将继续携手产业链上下游,以创新的FD-SOI量产实践,推动AI技术在各类智能终端中的规模化落地。

责编: 张轶群
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