06.08.2009

От ускорения темпа жизни - к улучшению ее качества

Источник: Главный директор по технологиям (CTO), NXP

Уже более четырех десятилетий прогресс в полупроводниковой промышленности определялся принципом роста производительности – закономерностью, получившей название «Закон Мура». Это привело к появлению чрезвычайно быстрых цифровых процессоров, увеличению скорости передачи информации, разработке микросхем памяти огромной ёмкости, что, в свою очередь, резко увеличило производительность персональных компьютеров, мобильных телефонов и других устройств, задачей которых является передача и хранение больших массивов данных. Однако экономические реалии полупроводниковой промышленности, а также изменения в жизни современного общества меняют существующую парадигму развития индустрии полупроводников и свидетельствуют о том, что действие «Закона Мура» постепенно теряет свое определяющее значение.

На это указывают и такие факторы как возрастающая стоимость создания микросхем типа «система на кристалле» (System-on-a-Chip, SoC) на основе передовой CMOS-технологии и постоянно уменьшающиеся физические размеры чипов. Более того, современному потребителю нужно нечто большее, чем просто высокопроизводительная электроника, ему нужны новые интеллектуальные товары. Так, глобальный процесс старения населения требует создания инновационного медицинского оборудования и приборов контроля качества продуктов питания. Осознание обществом актуальности проблем окружающей среды требует разработки «зеленых» (экологически чистых) решений. Возросшая мобильность населения создает потребность в инновационной электронике, которая служит делу обеспечения безопасности, помогает справиться с пробками на дорогах, предоставляет людям необходимую информацию в режиме реального времени, развлекает их и оказывает им помощь в пути.

Создание таких решений становится возможным при интеграции существующих CMOS – технологий с технологиями поколения “More-than-Moore”, т.е. «больше, чем Мур». More-than-Moore – направление в микро/наноэлектронике, объектом исследований и разработок которого являются новые возможности применения традиционных технологий в полупроводниковой промышленности. На основе технологий поколения More-than-Moore создаются мультитехнологичные продукты и приложения с высокой добавленной стоимостью для потребителя, поскольку акцент делается не на производительности продукта, а на потенциале его применения в повседневной жизни. К ним можно отнести технологию объединения на одном кристалле блоков аналоговой и цифровой обработки сигнала, создание высоковольтных структур, создание структур с ультранизким энергопотреблением. Такой сдвиг в сторону мультитехнологичных решений, т.е. решений, осуществляемых посредством объединения нескольких технологий, окажет свое влияние на дальнейшее развитие методологий проектирования, моделирования, верификации, а также на развитие системной архитектуры. В конечном итоге изменятся сегодняшние модели совместного проведения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (Research and Development — R&D), возникнут новые модели отношений участников рынка высоких технологий.

Переход от конвергенции универсальных CMOS-технологий к технологическому разнообразию открывает производителям полупроводников возможности для дифференциации и новых деловых инициатив. Так, компании, обладающие опытом разработки мультитехнологичных продуктов и известные как «локомотивы» инноваций в отрасли, такие как NXP, имеют хорошие шансы на получение своей доли на новых развивающихся рынках.

Смена парадигмы: от роста производительности к повышению качества жизни

Производство полупроводников – относительно молодая отрасль, и так сложилось, что участники рынка изначально ориентировались на постоянное увеличение производительности выпускаемой продукции в соответствии с наблюдением Мура об удвоении числа транзисторов на кремниевой пластине каждые 18 месяцев. До настоящего времени закон Мура выполнялся, при этом рост производительности сопровождался снижением затрат на изготовление транзисторов. Это привело к тому, что предлагаемые сегодня системы на кристалле, предназначенные для потребительской электроники, могут насчитывать сотни миллионов транзисторов. Гигантский рост производительности привёл также к тому разнообразию электронных устройств, которое мы наблюдаем повсюду.

Являемся ли мы сегодня свидетелями того, что закон Мура исчерпал себя? Ответ - нет, однако наравне с увеличением плотности размещения транзисторов на кристалле возросли и затраты на разработку процессов, обеспечивающих такую плотность. В результате самое экономически выгодное интегральное решение, доступное на рынке сегодня, не обязательно производится на основе самой малой (и самой дорогой) CMOS – технологии. Проведем параллель с авиацией, чтобы показать, как происходит смещение акцентов с приоритета технических характеристик на экономическую целесообразность. Спустя десятилетия гонки за скоростями революционному Конкорду, развивавшему рекордную скорость в 2000 км/ч, все же не удалось стать новым стандартом воздушного пассажирского транспорта. Ожидалось, что способность Конкорда преодолеть расстояние от Парижа до Нью-Йорка за три часа установит этот новый стандарт, однако экономические соображения оказались важнее чисто технических показателей. Чрезмерный расход топлива привел к росту цены билетов до неприемлемого уровня, и Конкорд стал музейным экспонатом. В пассажирской авиации экономически целесообразной оказалась средняя скорость в районе 1000 км/ч — цифра, остающаяся неизменной уже многие годы.

Означало ли это конец эпохи инновационного развития авиации? Вовсе нет, просто вектор развития сместился с чистого наращивания скорости на создание добавленной стоимости для пассажиров, экипажей и авиакомпаний. Самолеты стали гораздо безопаснее, комфортнее, рентабельнее, они потребляют меньше топлива и производят меньше шума.

В NXP предвидят подобные изменения в производстве полупроводников, где рамки инновационного развития будут значительно расширены для решения задач, обеспечивающих новое качество жизни людей. Все как в авиации: жизнь – это не только скорость!

Таким образом, закон Мура, который десятилетиями определял технологический прогресс в полупроводниковой промышленности, сохранит свое значение лишь частично. Он будет значим лишь для массово выпускаемых чипов. Но есть вероятность того, что со временем он потеряет свою актуальность и там, когда будут достигнуты границы физических возможностей или экономической целесообразности.

Тенденции в обществе благоприятствуют подходу More-than-Moore

Существующие в обществе тенденции создают широкие рыночные перспективы тем компаниям, которые поставляют отвечающие современным требованиям интегральные схемы, направленные на решение таких задач, как экономия электроэнергии в бытовой электронике и системах освещения, создание диагностического медицинского оборудования, контроль качества продуктов питания и создание систем управления транспортными потоками. Экономический спад не мешает росту этих рынков, поскольку инвестиции в инновационные чипы весьма выгодны. Затраты на приобретение таких продуктов зачастую легко окупаются за счет получаемой экономии электроэнергии, снижения затрат на медицинское обслуживание, уменьшения экономических потерь из-за пробок на улицах. Таким образом, инновационные микросхемы, отвечающие реальным потребностям, часто становятся самоокупаемыми.

Специализированные решения

Современные рынки требуют решений, оптимизированных под конкретные применения. Для этого необходима более интенсивная кооперация между производителями оборудования (Original Equipment Manufacturers — OEM), поставщиками полупроводников и другими заинтересованными игроками.

Это, в свою очередь, будет способствовать ускоренному внедрению инновационных решений, предоставляя производителям оборудования дополнительные возможности для специализации. Сотрудничество на ранних этапах также является гарантией того, что использование в оборудовании новых микросхем не создаст никаких проблем для производителя, приведёт к сокращению времени проектирования и снижению стоимости этого этапа, а также позволит производителю выйти на рынок с новым продуктом раньше конкурентов.

В качестве хорошего примера такого подхода можно назвать совместную разработку компаниями NXP и Phonak (Фонак) последнего поколения слуховых аппаратов на основе принадлежащей NXP технологии беспроводной связи с ультранизким энергопотреблением. Эта технология на основе явления магнитной индукции не только обеспечивает низкое энергопотребление, но также, в отличие от более традиционной радиочастотной связи, не воздействует на ткани человеческого тела. Малые временные затраты на проектирование продукта и его лёгкий выход на рынок — все это оказалось возможным только в результате тесного сотрудничества в области научных изысканий и опытно-конструкторских работ компаний Phonak и NXP. Таким образом, сфокусировавшись на специализированных чипах и позволив заказчикам играть более активную роль в научно-исследовательских и проектных изысканиях, мы смогли создать жизнеспособный в коммерческом отношении продукт с превосходными рыночными перспективами.

Все дело в инновациях

В условиях непрерывного снижения доходности и высокой конкуренции ни одна компания-производитель полупроводниковых интегральных схем не может позволить себе инвестировать свыше 20% прибыли на проведение научно-исследовательских и проектных работ. Однако замораживание инновационных проектов в целях экономии средств не является рациональным решением.

Понимая, что инновации продолжают оставаться тем топливом, на котором работает наша отрасль, - и это справедливо как по отношению к современным CMOS-системам на кристалле, так и к появляющимся чипам поколения «More-than-Moore», - мы сегодня вынуждены решать задачу адаптации наших инновационных стратегий к изменившимся экономическим реалиям.

Полупроводниковой отрасли потребуется выработать новый, более тонкий подход к инновациям. Инновации должны сойти с накатанной дороги развития CMOS-технологий. Они будут определяться творческими решениями, позволяющими объединить существующие и новые технологии в интеллектуальных чипах, спроектированных с учетом пожеланий конкретных заказчиков. Движению в сторону мультитехнологичных (More-than-Moore) приложений способствует то обстоятельство, что на этом пути не требуется чрезвычайных затрат на этапе проектирования, присущих современным CMOS-технологиям. Более тонкая инновационная политика также означает, что, работая с заказчиками, мы можем создавать решения, специализированные для их нужд, уменьшать стоимость продуктов и сокращать время их выхода на рынок.

Более тонкая инновационная политика также означает, что компаниям-производителям необходим переход к более тесному сотрудничеству c научно-исследовательскими институтами, университетами, правительственными организациями и агентствами по стандартизации. В полупроводниковой промышленности инновации продолжают оставаться необходимой предпосылкой для достижения успеха, и в настоящее время появляются новые пути создания инновационных решений. У тех компаний, которые это понимают и отказываются участвовать в бесконечной гонке за производительностью без оглядки на финансовые и иные ограничения, есть возможность создать технологию, которая будет выгодна для них самих и принесет пользу обществу.

Мультитехнологичные инновации компании NXP

Компания NXP активно занимается разработкой и продажей мультитехнологичных компонентов и интегральных схем. Для большей определенности давайте посмотрим на некоторые примеры того, как подход «More-than-Moore» уже сейчас приводит к развитию технологий, которые открывают интересные деловые перспективы и улучшают повседневную жизнь людей.

Эффективность (КПД) источников питания бытовой электроники

В мире огромное количество энергии растрачивается впустую источниками питания электронных устройств, таких как телевизоры, ноутбуки и настольные персональные компьютеры. Причем это происходит как при активной работе этих приборов, так и в режиме ожидания.

В связи с этим во многих частях света принимаются нормативные акты, требующие использования только таких сетевых блоков питания, эффективность которых остается высокой во всех режимах, в том числе и в режиме ожидания, когда потребляемая мощность мала. По сути, такие законы запрещают применение классических трансформаторных блоков питания. Чтобы экономия от энергосбережения превысила вложенные затраты, нужны специальные технологии интеллектуального управления питанием в активном режиме, а также высокая эффективность разрабатываемых устройств питания.

В качестве примера можно привести семейство GreenChip компании NXP. Это семейство микросхем соответствует показателям стандарта экономичного энергопотребления электроприборов Energy Star и обеспечивает снижение потерь в источниках питания почти в два раза. Такое положение дел сохраняется во всех режимах — от выдачи полной мощности до работы в режиме ожидания. Достичь этого удалось за счет комбинации оптимизированной архитектуры и дизайна со специальной полупроводниковой технологией. Здесь неприемлемо объединение всех функций в одной микросхеме, типичное для интегральных схем, развитие которых идет согласно закону Мура. Для достижения оптимизированных выходных характеристик необходимо применение различных технологий: высоковольтной для контроллера высокого напряжения со стороны первичной обмотки и корректора мощности и низковольтной быстродействующей с высокой плотностью элементов для схемы управления силовыми приборами. И наконец, для выходных контроллеров, управляющих синхронными выпрямителями на стороне вторичной обмотки, через которые протекают высокие токи, применяется технология создания полупроводниковых структур низкого или среднего напряжения. Уникальные технологические решения NXP привели к созданию преобразователей с абсолютно рекордным коэффициентом полезного действия, намного превосходящим уровни, установленные законодательством.

Освещение

Переход от ламп накаливания к компактным или линейным люминесцентным лампам может сэкономить до 80% электричества, используемого для освещения, и сегодня правительства наиболее прогрессивных стран рассматривают возможность полного запрета на продажу ламп накаливания.

Традиционно в электронике пускорегулирующей аппаратуры (ПРА) для люминесцентных ламп используются дискретные силовые компоненты, однако несколько факторов говорят в пользу интегрированных решений. Для профессионального рынка очевидными императивами являются энергоэффективность и стоимость, но существует также необходимость в интеллектуальных системах в местах установки осветительного оборудования, меняющих уровень освещенности при обнаружении людей, становится важной возможность беспроводного управления освещением. На рынке дешёвых компактных люминесцентных ламп интегральные технологии привлекательны для решения задач по повышению экономичности, уменьшению размеров и увеличению срока службы ламп. Интегральные драйверы также могли бы выполнять дополнительные функции, такие как управление фазой накаливания, управление частотой, коррекция коэффициента мощности, обеспечение работы совместно с традиционными фазоимпульсными регуляторами освещенности. Драйвер для компактных люминесцентных ламп компании NXP выполнен с использованием высоковольтной технологии SOI (Silicon on Insulator – кремний на изоляторе). Два силовых транзистора образуют полумостовую схему. Такого рода технология может упростить разработку готовых решений и уменьшить время их выхода на рынок, облегчить интегрирование сложных распределительных схем с сетевыми системами управления.

Многообещающим представляется осветительное оборудование на светодиодах: небольшое по размерам, адаптируемое, экономичное, управляемое как по цвету, так и по интенсивности освещения, долговечное. Для широкого распространения светодиодных осветительных приборов необходимы качественные и недорогие интегральные электронные драйверы.

Эффективность светодиодных ламп примерно такая же, как и эффективность ламп накаливания, но работают они при относительно низких напряжениях, выдвигая новые требования эффективного преобразования переменного/постоянного тока. Для светодиодных ламп также характерны такие функции, как возможность управления уровнем выходного светового потока и цветовая балансировка.

На сегодняшний день уровень светового потока светодиодных ламп уже можно регулировать с помощью стандартных регуляторов освещенности на тиристорах. Дальнейшие разработки в области светодиодных драйверов и контроллеров направлены на еще большее снижение энергопотребления (пониженное тепловыделение позволяет создавать устройства с меньшим форм-фактором) и коррекцию коэффициента мощности для уменьшения гармонических искажений при мощностях свыше 25 Вт.

Среди других областей применения, в которых компании NXP удалось добиться успеха, светодиодные вспышки для мобильных устройств и светодиодная регулируемая подсветка для жидкокристаллических телевизоров, обеспечивающая огромную экономию энергии (> 50%).

«Умные» автомобильные ключи

Современные автомобильные ключи обеспечивают удаленный доступ к автомобилю с помощью однонаправленного канала связи и позволяют владельцу подать команду на запрет движения транспортного средства (иммобилизация). Последние разработки превратили автомобильные ключи в многофункциональные системы. Владелец, находясь в диапазоне действия подобного ключа, оснащенного светодиодами или дисплеем и средствами двусторонней коммуникации, может на расстоянии проверить состояние своего автомобиля, например, заперт ли он.

Встраивание в ключ стандартного интерфейса, совместимого с технологией Near-Field Communication (NFC, связь в ближней зоне), позволит еще больше увеличить его функциональность. Например, в этом случае мобильные телефоны с интерфейсом NFC смогут показывать положение автомобиля, уровень топлива или давление в шинах. Если в состав прибора будет входить GPS-приемник, то он даже сможет показать владельцу, как пройти к машине. Этот стандартный интерфейс может также позволить проводить платежи с помощью автомобильного ключа, если к нему добавить элемент, обеспечивающий безопасность транзакций (например, SmartMX компании NXP).

Вариантов расширения функциональности автомобильных ключей очень много, и реализовать их возможно при интеграции существующих технологий и зрелых технологий CMOS, высоковольтных, аналоговых, радиочастотных, микроэлектромеханических (MEMS) устройств и надлежащей компоновки.

«Холодная цепочка» (The Cold Chain): контроль и поддержание качества продуктов питания

Ежегодно мировая экономика теряет 35 миллиардов долларов из-за того, что скоропортящиеся продукты, такие как продукты питания, напитки, цветы, фармацевтические препараты, вакцины, кровь и химикаты, приходят в негодность. «Холодная цепочка» представляет собой цепь поставки таких продуктов от производителя к конечному потребителю, включая этапы транспортировки и хранения. При этом на каждом этапе осуществляется охлаждение продуктов и контроль.

Огромного количества потерь можно избежать, используя интеллектуальную маркировку (tagging) продуктов. Маркеры радиочастотной идентификации (RFID) на продуктах и контейнерах содержат датчики, например, для контроля температуры, влажности, концентрации кислорода и углекислого газа, кислотности среды или интенсивности освещения. Мониторинг этих параметров в режиме реального времени позволит выдавать предупреждения в случае их отклонения от безопасного уровня. Раннее уведомление о приближении окончания срока хранения поможет гарантировать качество продуктов и избежать их порчи. Интеллектуальные маркеры также удешевят логистику и позволят сократить складские запасы.

Технология Near-Field Communication

Технология Near-Field Communication (связь малого радиуса действия) чрезвычайно упрочила свои позиции за последние несколько лет. Возросло число организаций — от банков и транспортных операторов до производителей мобильных телефонов, желающих использовать эту технологию в своем бизнесе. Однако недостаток стандартов в промышленности ограничивает глобальный массовый выход этой технологии на уровень производителей телефонов и операторов мобильной связи.

Поскольку компания NXP была одним из разработчиков технологии NFC, она находится «на передовой» инициатив по стандартизации и формированию круга заинтересованных игроков рынка, чтобы способствовать принятию соответствующих стандартов и адаптации этой технологии. Принимая во внимание тот факт, что общество становится всё более сложным, и конечным пользователям требуются устройства с множеством функций, компания NXP недавно начала выпускать первый стандартизированный NFC-чип для стимулирования рынка.

Этот новый чип предназначен для решения некоторых проблем, сдерживающих продвижение технологии NFC; SIM-карта становится ключевой частью NFC-устройства, обеспечивая безопасность бесконтактных транзакций и предоставляя NFC-функциональность в виде микросхемы. Однако в компании NXP уверены, что применение технологии NFC не должно быть ограничено только телефонами. Мы также работаем с ключевыми производителями оборудования с целью более широкой интеграции данной технологии в такие устройства, как ноутбуки и цифровые фотоаппараты, что позволит объединять такие устройства в одноранговую сеть, увеличив тем самым возможности по передаче мультимедийного контента между различными устройствами.

До недавних пор NFC находилась на периферии современных технологий, но следующие 12 месяцев станут для этой технологии временем стремительного движения вперед, поскольку именно сейчас начинает реализовываться заложенный в ней потенциал.

Медицинские приборы с сверхнизким энергопотреблением

Медицинская электроника — одно из самых быстрорастущих направлений развития полупроводниковой промышленности. Решения NXP с ультранизким энергопотреблением, разработанные на основе магнитно-индукционной радиотехнологии и цифровых сигнальных процессоров (DSP) CoolFlux, являются фундаментом новейших слуховых аппаратов. Наш чип поддерживает двусторонний обмен данными со скоростью до 298 Кбит/с, что позволяет создавать такие новаторские приложения, как устройства потокового стереофонического аудио и устройства обработки бинауральной (стереофонической) информации. Использование хаба позволяет легко обеспечить беспроводную связь между слуховым аппаратом и MP3-плеером или мобильным телефоном. К тому же на малых расстояниях (< 50 см) магнитно-индукционный радиосигнал имеет лучшие показатели энергоэффективности по сравнению с радиочастотным сигналом. Он проходит сквозь человеческое тело с очень небольшим затуханием. Магнитно-индукционные радиосигналы также в гораздо меньшей степени взаимодействуют с тканями человеческого тела, чем традиционные радиочастотные сигналы, тем самым снижая риск нанесения вреда этим тканям.

Сверхнизкое энергопотребление требуется и для других медицинских нужд: оно необходимо для имплантируемых датчиков, осуществляющих мониторинг жизненно важных функций организма, приборов для нейростимуляции и борьбы с болью, кардиостимуляторов. Все это являет собой хороший пример применения мультитехнологичного (More-than-Moore) подхода, который обеспечивает повышение качества жизни, а не ее темпа.

Интеллектуальные счётчики электроэнергии

В последнее десятилетие в жилых домах электромеханические счётчики расхода электроэнергии, газа, воды и тепла начали заменять на цифровые электронные приборы. Очень часто эти приборы имеют интерфейс для подключения к так называемым интеллектуальным сетям считывания данных измерений (Smart metering networks), таких как Automatic Meter Reading (AMR) или Advanced Metering Infrastructure (AMI).

Флагман этого рынка — решения для измерения потребляемой электроэнергии. Системы AMR/AMI позволяют поставщикам электроэнергии снизить затраты на выставление счетов и лучше справляться с пиковыми нагрузками в энергосети — ключевой составляющей стоимости электроэнергии и загруженности мощностей по ее производству.

Также начал расти спрос на электронные счётчики расхода газа, воды и тепла. Правительства многих стран поощряют использование интеллектуальных счётчиков, поскольку это заставляет потребителей задумываться, как они расходуют энергию, что в свою очередь ведет к снижению энергопотребления. Также более рациональное использование энергии, генерируемой на существующих мощностях, вносит свой вклад в снижение выбросов в атмосферу углекислого газа.

Развитие технологий приведет к тому, что в ближайшие годы «интеллектуальный счетчик» станет базовым устройством контроля зданий, к которому будут подсоединены все находящиеся в доме счётчики (газа, воды, тепла и электричества). На эти устройства также будут возлагаться и другие функции, например, обеспечение безопасности или передача через двухсторонний коммуникационный интерфейс предупреждающих сообщений.

Для этого растущего рынка компания NXP может предложить ключевые полупроводниковые компоненты: от микроконтроллеров, предназначенных для построения электронных счётчиков, до микросхем часов реального времени и от драйверов дисплеев до стандартных продуктов, таких как логические интегральные схемы и дискретные компоненты. Компания NXP предлагает также интегральные схемы для создания контактных и бесконтактных считывателей карт для электронных счётчиков с предоплатой и полосовые приёмопередатчики информационно-управляющих систем для беспроводной связи малого радиуса действия.

Телематика (телекоммуникации плюс информатика)

Интеллектуальные системы управления движением (Intelligent Traffic Systems) вносят значительный вклад в решение транспортных проблем, позволяя увеличить среднюю скорость передвижения, уменьшить количество пробок на дорогах и т.д. Европейские государства демонстрируют серьезные намерения по внедрению систем взимания платы за пользование автомобильными дорогами. Правительства ожидают значительных поступлений в бюджет после введения этих мер, что особенно актуально во время экономических спадов. При этом инфраструктура платных дорог может также использоваться как инструмент увеличения скорости перевозок и решения проблем, связанных с экологией.

Ужесточающиеся требования к безопасности привели к необходимости обеспечения более быстрого реагирования на аварийные ситуации. Хорошо известной инициативой европейского правительства является Европейская система экстренных вызовов (European Emergency Call — eCall). На правительственном уровне прилагаются усилия к тому, чтобы системой eCall в обязательном порядке оснащались все продаваемые в Европейском Союзе автомобили. Для минимизации стоимости такой системы требуется новая архитектура с минимальными форм-факторами. Для решения этой задачи компанией NXP было разработано первое семейство бортовой автомобильной компьютерной платформы (Automotive Onboard Unit Platform), названное ATOP 2.5G. Это готовое к немедленной эксплуатации многоядерное устройство, предназначенное для применения в задачах телематики. Оно объединяет в себе GSM/GPRS, GPS, память SRAM и Flash, микроконтроллер на базе ARM7 с интерфейсами CAN, USB и поддержкой различных последовательных шинных интерфейсов межпроцессорных коммуникаций, контроллер безопасности данных SmartMX, обеспечивающий защиту на уровне банковских стандартов, и RFID интерфейс на основе стандартов NFC. Все это упаковано в корпус BGA размером 31х31 мм и высотой менее 3 мм.

Устройство оптимизировано по стоимости, форм-фактору и энергопотреблению, при его проектировании было принято во внимание, что оно будет подключаться к бортовой сети автомобиля. Автомобильная платформа ATOP 2.5G поставляется с полностью интегрированным стандартным программным обеспечением и гарантийным сертификатом GSM. Оно соответствует стандартам автомобильной промышленности, а его качество отвечает правительственным требованиям.

Базовые станции

Системы мобильной связи служат удовлетворению базовой человеческой потребности: общаться в любом месте и в любое время. Об этом свидетельствует огромный рост числа мобильных телефонов, которые все чаще используются не только для голосовой связи, но и для мобильного выхода в Интернет. Этот рост сопровождается стремительным развитием инфраструктуры беспроводной связи во всем мире. Базовым станциям приходится наращивать ёмкость канала передачи потока данных (ёмкость ячейки) в соответствии с потребностями абонентов. Это ведёт к более сложным способам модуляции сигнала, например, к таким, которые используются в 3G- и 4G-системах, что, в свою очередь, требует более высокой выходной мощности.

Общество, обеспокоенное вопросом рационального энергопотребления и уменьшения выбросов в атмосферу углекислого газа, предъявляет требование энергоэффективности и для базовых станций мобильной связи. Такое требование, однако, противоречит стремлению использовать все более сложные способы модуляции сигнала с соответствующим увеличением выходной мощности.

Чтобы примирить столь противоречивые требования, компанией NXP разрабатываются компоненты для использования в радиочастотных блоках базовых станций, начиная от преобразователей данных (ЦАП и АЦП) и блоков обработки слабых сигналов (смесители, малошумящие усилители, усилители с регулируемым коэффициентом усиления и т.д.) и заканчивая высокочастотными силовыми транзисторами. Технология RF-LDMOS компании NXP, используемая в усилителях мощности, обеспечивает лучшие в своем классе характеристики в современных приложениях со сложной модуляцией сигнала, таких как 3G, LTE и 4G, и удерживает рекорд по энергетической эффективности. Превосходные характеристики усилителей в дальнейшем будут улучшены еще больше посредством внедрения нитрид-галлиевой (GaN) технологии компании NXP.

Более того, компанией NXP вкладываются средства в развитие архитектур усилителей мощности, чтобы еще больше снизить их энергопотребление. Пример тому — интегральный усилитель Догерти - усовершенствованный интегральный усилитель, который вскоре будет представлен компанией NXP и который будет первым подобным прибором в области мощных радиочастотных устройств.

В долгосрочной перспективе ёмкость ячеек базовых станций значительно вырастет, поскольку такие приложения как Интернет и мобильное телевидение по запросу с каждым годом требуют все большей пропускной способности. Чтобы обеспечить развитие этих приложений, нужно будет создавать еще более развитые системы, такие как базовые станции с фазированной антенной решеткой (phased array base stations). В компании NXP изучаются высококачественные «строительные блоки», которые позволят создавать такие базовые станции. Обладание всеми современными технологиями позволит NXP продолжить играть ведущую роль в создании базовых станций будущего.

О Рене Пеннинг де Врисе

Рене Пеннинг де Врис является Старшим Вице-президентом и Генеральным директором по технологиям в NXP – независимой компании по производству полупроводниковых компонентов, основанной Philips. Г-н Пеннинг де Врис отвечает за разработку инновационной продукции, технологии и исследования. Он является членом команды высшего менеджмента NXP, возглавляемой Риком Клеммером. До образования NXP г-н Пеннинг де Врис занимал позицию Старшего Вице-президента и Директора по технологиям в Philips Semiconductors. В 1984 году он начал работать в Philips Research – одной из крупнейших в мире корпоративных исследовательских организаций. В 1987 году перешел в Philips Semiconductors. Глубокое понимание технологических нужд полупроводниковой отрасли делают г-на Пеннинг де Вриса важной частью команды NXP. Профессиональный опыт Рене включает различные технические и управленческие позиции в области развития CMOS-технологий, управления платформами и технологического дизайна. В последнее время он уделяет значительное внимание системным технологиям и исследованиям. В ходе своей профессиональной карьеры Рене жил и работал в США, Франции и Сингапуре, где исполнял обязанности Вице-президента по технологиям в SSMC – совместном предприятии Philips, TSMC и EDBi Singapore. Рене Пеннинг де Врис имеет степень магистра физики из Университета г.Неймегена и докторскую степень в области физики приборов из Технического Университета г.Твенте, Нидерланды.

Комментарии

  • Facebook
  • Вконтакте

Это может быть интересно