Notiz 45-nm-SOI-Wafer: Fürs DoD zieht die Fertigung bei Globalfoundries um

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@andi_sco
Das Steuersystem von Perseverance nutzt einen RAD750, der einem PowerPC G3 mit 133MHz entspricht. Die Architektur ist also von vor 1998, die gehärtete Variante von 2001.
Ingenuity mir dem Snapdragon 801 ist hingegen von 2013/2014 (Großteil vom SoC ist ja ein 800er, mit kleinen Updates bei sonstigen IP-Blöcken).

Um z.B. bei einem Kampfjet die Sensordaten zu verarbeiten und Feuerleitlösungen zu errechnen reicht die Leistung eines 45nm Chips locker aus.[...]

Da wäre ich mir gar nicht so sicher. Bei den Phased Arrays vom Radar bietet es sich eigentlich an, dass man da viel Rechenzeit drauf wirft. Gerade wenn damit gerechnet werden kann, dass Gegner elektronische Gegenmaßnahmen und Vehikel mit reduziertem Radarquerschnitt nutzt.

 

[foofoobar]

@andi_sco
Da wäre ich mir gar nicht so sicher. Bei den Phased Arrays vom Radar bietet es sich eigentlich an, dass man da viel Rechenzeit drauf wirft. Gerade wenn damit gerechnet werden kann, dass Gegner elektronische Gegenmaßnahmen und Vehikel mit reduziertem Radarquerschnitt nutzt.

Für sowas würde ich eher auf custom ASICs tippen, Vorserie und Entwicklung mit FPGAs.

 

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@foofoobar
Da kommen angepasste DSP/Asics zum Einsatz. Bei den Anforderungen und Fähigkeiten militärischer AESA-Systeme will man jedoch recht sicher Fertigungsfortschritte mitnehmen, wenn die Prozesse keine Kinderkrankheiten haben.

(öffentlicher) Stand der Technik, Anfang 2021: Signalprozessor für AESA in 12nm FinFet, nutzt dabei auch noch RISC-V Cores für Verwaltungsaufgaben. Angegeben mit 180TOPS, wenn auch ohne Angaben für welche Datentypen und -operationen dies gilt.
https://www.iqanalog.com/post/iq-an...c-powers-lockheed-martin-phased-array-sensors

Das die Amerikaner (und die EU, China) moderne Halbleiterfertigung ins Land hohlen wollen und das teils mit nationaler Sicherheit begründen kommt nicht von ungefähr.

 

[malajo]

Ganz schön teuer so eine fertigungsstraße umzuziehen. Da kann man ja gefühlt bei ASML neu bestellen. Oder werden von 75% des Budgets noch andere Vorhaben finanziert?

Der Prozess wird transferiert, maximal werden einige Tools neu benötigt, mehr nicht. Was soll der Blödsinn von Fertigungsstraßen, sowas gab es nie, gibt es nicht und wird es nicht geben, dass ist doch ni VW oder ne Druckerei

 

[Skysnake]

Der Mars Helikopter ist eigentlich ein Freaksystem für die Nasa. Da kommt ein 0815 SoC zum Einsatz, quasi ohne Qualifikation für Strahlung, Zuverlässigkeit, Fehlerverhalten und Redundanzen gibt es quasi auch Keine. Die Hauptplatine ist ein stinknormales Devboard.
Als Software kommt ein 0815 Linuxkernel mit Qualcomms propritären Treibern zum Einsatz und das Ding wird ernsthaft über ssh gesteuert.
https://medium.com/geekculture/how-linux-helped-us-land-on-mars-a2ceb54cf6e

Daraus sollte man aber nicht ableiten, dass das ein normaler Fall wäre. Das ist für den Bereich Luft- und Raumfahrt eher untypisch und der SoC extrem untypisch.


Maschine auseinander nehmen, in Reinraumkonditionen transportieren, wieder zusammenbauen, warten, reinigen einige Wochen bis Monate Rekalibrierung. Für keine der Aufgaben kann man günstige Hilfsarbeiter nutzen, eher im Gegenteil wird man teuer Personjahre für Experten der Maschinenhersteller bezahlen müsssen.

Ja moderne Tools umziehen ist quasi unmöglich. Die kannst du dann eher wegwerfen selbst wenn du dir extreme Mühe gibst. Die sind ja gelaufen...

 

[Beitrag]

45 nm klingt bereits jetzt fast antik...

Robustheit und Zuverlässigkeit sind oft wichtiger.

Vorteil von SOI-Prozessen ist übrigens auch die höhere mögliche Einsatztemperatur. Wird gerne für Hochtemperaturelektronik genutzt. Wenn irgendein Steuergerät in der Nähe eines Motors, Getriebes o.ä. sitzt, muss es höheren Temperaturen standhalten können.

Das absolute Limit, was mit Silizium geht, sind ca. 200 Grad. Bei normalen Bulk-Prozessen gehen aber schon vorher oft die Leckströme durch die Decke -> thermal runaway. Mit SOI-Prozessen kommt man etwas weiter.

Ich weiß jetzt gar nicht, was der kleinste industriell genutzt SOI-Prozess ist. 28nm vielleicht? Aber die topaktuellen Sachen von TSMC & co sind afaik alles Bulk-Prozesse.
Die größere Strukturbreite ist aber nur ein Nachteil, wenn man viel Rechenpower und Effizienz braucht. Für einfache Steuergeräte und ähnliches ist je nach Temperaturanforderungen eben ein SOI-Prozess notwendig und die größere Strukturbreite führt wahrscheinlich zu 'ner geringeren Ausfallrate - die Prozesse werden besser beherrscht und Leckströme sowie Elektromigration sind ein kleineres Problem.

 

[Wattwanderer]

Robustheit und Zuverlässigkeit sind oft wichtiger.

Wenn die Teile in F-35 in Einsatz kommen bedeutet das sie werden in 50 Jahren noch gebraucht.

Die Technik wirkt bereits jetzt antik, in 50 Jahren sind wir hoffentlich viel weiter. Ist das also nicht bereits jetzt oder zumindest irgendwann ein reines Militärprojekt?

Apropos, nach der Mauerfall fluteten in Keramik eingefasste, also militärtaugliche Motorola 680x0 aus Polen den Markt. Es wurde gemunkelt sie würden aus Waffen stammen. Damals war das noch die Speerspitze der Technik die begeistert in Amigas eingesetzt wurden und einen schönen Leistungssprung bedeuteten.

Also einst das neueste vom Neuesten, jetzt das älteste von Ältesten?

 

[Beitrag]

Wenn die Teile in F-35 in Einsatz kommen bedeutet das sie werden in 50 Jahren noch gebraucht.

Hindert ja niemanden daran, die Dinger zwischenzeitlich mal zu modernisieren. Ist beim Leopard 2 auch unzählige Male geschehen.
Und du kannst das ja sehen, wie du willst, aber eigentlich ist es jetzt schon seit geraumer Zeit normal, dass in Raumfahrt, Militärtechnik und überall sonst, wo es auf höchste Zuverlässigkeit ankommt, eben oft nicht die neuesten Prozesse eingesetzt werden. Lass nur mal ein einziges Passagierflugzeug wegen ausgefallener Elektronik abstürzen, dann ist das Geschrei groß und wenn der Schuldige gesucht wird und dann rauskommt, dass Chips verwendet wurden, die für den Einsatzzweck nicht ausreichend validiert wurden, dann wehe dem, der da irgendwo seine Unterschrift hingesetzt hat.
Die letzten paar Prozent bekommt man nie geschenkt. Das gilt auch für die letzten paar Prozent Ausfallrate.

 

[DeadMan666]

es jetzt schon seit geraumer Zeit normal, dass in Raumfahrt, Militärtechnik und überall sonst, wo es auf höchste Zuverlässigkeit ankommt, eben oft nicht die neuesten Prozesse eingesetzt werden.

Absolut richtig. Ist bei mir in der Branche nichts anderes. Die neuen Prozesse gehen erstmal in Unterhaltungselektronik / Consumer Produkte und nicht selten betreut man den Ramp-Up über Jahre hinweg bis der Prozess auf sensible Branchen ausgerollt wird. In diesem Zeitraum werden Wafer aus 100 Losen oder gar mehr getestet und in aller Regel resultieren diverse Debugging Maßnahmen/ Redesigns um die Robustheit zu optimieren.

 

[Skysnake]

Am Anfang fehlen ja auch die nötigen Analog PDKs zur Entwicklung.

 

[eastcoast_pete]

Für Computerhardware ja, aber in der Industrie wird das in den meisten Fällen nicht benötigt und auch gar nicht gewünscht. Nicht umsonst hat Bosch letztes Jahr eine 65nm Fab eröffnet.

Zumindest bis der nächste Jet dann ein aufgewertetes Infotainment-System erhalten soll.

Zumal hier wahrscheinlich zwei Faktoren dabei sind: Welche Stromstärken hier geschaltet werden müssen, und ob die Elektronik auch gegen ionisierende Strahlung gehärtet sein soll (radiation hardened). Unabhängig davon, wie viele (Milli) Ampere da geschaltet werden, ist gerade bei militärischen Anwendungen letzteres meist mit dabei im Lastenheft.