🎓 Образование. Электроника. ПЛИС

Юрий Панчул рассказал на Хабр о Школе Синтеза Цифровых схем, точнее о том, как приходится работать с "зоопарком решений" отладочных плат (Omdazz; Zeowa;, Piswords-6; Terasic; SiPEED Tang на китайских ПЛИС Gowin, платы Digilent c Xilinx) с чем удалось справиться созданием модуля, независимого от платы. Cейчас также закупаются китайские Saylinx с ПЛИС Cyclone IV FPGA.

Подобные школы раннего обучения школьников (и студентов) разработке электроники - возможность создания в стране сообщества разработчиков любой электроники. Они есть и в США (PLTW), а также в Беларуси, в Казахстане и в других странах.

🇷🇺 Оптоволокно. Оптоволоконный кабель. ВОЛС. Регулирование

Российский рынок производства волоконно-оптического кабеля находится не на нулевой точке развития, но из-за санкций многое на нем поломалось, и теперь нужны большие государственные инвестиции, если мы хотим наладить собственное производство оптоволокна и кабелей из него.

Рынок оптоволокна в России - проблемы и возможности

Сегодня эту тему подробно разбирает Анна Устинова, Ведомости.

Основное: В России есть значительная и растущая потребность в оптоволоконных линиях связи. Но нет производства полного цикла этой стратегически важной продукции.

Прежде всего в РФ нет производства так называемых преформ, то есть заготовок из высокочистого кварцевого стекла, из которого производится оптоволокно. Их закупали у японской Sumitomo до весны 2022. Сейчас закупают у китайцев. Своего производства нет, хотя создать его, в принципе, можно, но потребуются инвестиции на уровне в десятки миллиардов рублей.

Практически нет в России и собственного производства необходимого производственного оборудования - станков для вытяжки волокна из преформ, оборудования для оплетки кабеля.

Оптоволокно производит только один российский завод - Оптиковолоконные системы (ОВС) в Саранске, мощности - до 4 млн км в год. В теории он может быть расширен, но нужно решать проблему с преформами.

Более менее приемлемая ситуация - только с производством оптоволоконного кабеля, его производят более 15 крупных предприятий, например:

🔹 Инкаб
🔹 Сарансккабель-оптика
🔹 ОФС рус ВОКК
🔹 Еврокабель
🔹 ОКС 01
🔹 Москабель-Фуджикура
🔹 другие

Все вместе они произвели около 6.5 млн км кабеля в 2022 году.

Две трети всего оптоволокна на российском рынке было от Corning (США), Furukawa (Япония), Fujikura (Япония), теперь вместо этой продукции закупается китайская.

Несмотря на то, что у России огромная территория, а плотность населения не слишком высокая, по количеству проложенного оптоволокна на душу населения мы отстаем в 3-4 раза от многих государств. Это если не сравниваться с Китаем, где потребление волоконно-оптических кабелей составляет 250 млн км, забавная цифра на фоне 7 млн км в год в России.

Российские производители оптоволокна практически не защищен пошлинами от зарубежных производителей, если за рубежом пошлины доходят до запретительных 80%, то у нас они составляют 3%. Это, конечно, не стимулирует инвестировать в создание российского производства. И все же оно почему-то есть. (..)

(2) России требуется все больше оптоволокна, поскольку сошлось сразу несколько факторов. В России развитие ВОЛС началось в девяностые годы. Примерно через 25 лет необходимо менять ранее продолженное оптоволокно, поскольку оно со временем темнеет, что существенно ухудшает эксплуатационные свойства ВОЛС. До 2035 года в России предстоит модернизировать до 90% действующих магистральных сетей связи и построить новые с использованием отечественного оптического кабеля, утверждает Стратегия-2035 Минцифры. Суммарная протяженность магистральных ВОЛС в России - это почти 1 млн км. А еще растет трафик, например, к 2035 году на южных и восточных направлениях ожидается рост более чем в 40 раз к 2022 году, что может требовать прокладки новых линий.

Кстати, обратите внимание, потребление волоконно-оптических кабелей в России оценивается в 6-7 млн км в год, а общая длина магистральных линий - лишь 1 млн км, построенных за 30 лет. Куда же девается остальное оптоволокно? Предполагаю, что уходит в «последнюю милю». Или такие соотношения связаны с тем, что магистральные ВОЛС, как правило, состоят из множества параллельных волокон в одном кабеле?

Что можно делать в сложившейся ситуации, если мы говорим о переходе на модель «все делаем сами»?

▪️ Создавать собственное производство оптоволоконного кабеля полного цикла (потребуется господдержка на десятки миллиардов рублей и, минимум, 3-4 года)

▪️Задуматься об увеличении пошлин на закупку зарубежных оптоволоконных кабелей и оптоволокна, как только российская промышленность будет в состоянии выдавать весь необходимый объем оптоволоконного кабеля.

▪️Разработать и выпускать оборудование, необходимое для производства волоконно-оптического кабеля?

При этом отрасли придется иметь дело с едва ли решаемой проблемой недостаточности внутреннего рынка, которая как обычно будет удерживать высокими себестоимость производства и цены на российскую продукцию. \\

🇷🇺 Участники рынка. Элемент

ГК Элемент представила новинки в рамках ВЭФ2023

🔹 Представлен малопотребляющий RISC-V микроконтроллер - К1921ВГ015 АО НИИЭТ на плате разработчика VOSTOK.

🔹 VOSTOK показал набор интерфейсных модулей одноименной технологической платформы, которые позволяют создавать сложные системы промышленного, робототехнического и образовательного назначения на программируемом логическом контроллере VOSTOK UNO-VN035 на основе микроконтроллера 1921ВК035 АО «НИИЭТ».
В частности, были показаны платы расширения с реле и сухими контактами для управления промышленным оборудованием; плата расширения для CAN поддержки интерфейса; модуль навигации ПРО-04M НИИМЭ Прогресс для решения задач навигации; модуль ввода-вывода для реализации пользовательского интерфейса, модуль автономного питания для создания автономных устройств.

🔹 VOSTOK показал прототип контроллера управления двигателями на основе набора универсальных модулей, включая плату драйвера на первых отечественных серийных GaN силовых транзисторах АО НИИЭТ.

🔹 НЗПП Восток и СВФУ показали проект создания линейки суперконденсаторов на основе графена.

🔹 АО ЦКБ Дейтон показал установку автоматизированного оптического контроля и отбраковки микроэлектронных изделий. \\

🇷🇺 Экспорт. Выставки

Eltex покажет свои решения посетителям выставки GITEX в Дубае с 16 по 20 октября 2023

Посетителям из стран Персидского залива Eltex покажет оборудование для построения мультисервисных сетей связи: коммутаторы доступа, агрегации и ЦОД, PON-оборудование, Wi-Fi точки доступа, решения для построения VoIP-сетей и другие разработки компании.

🇬🇧 Кремниевая фотоника

Кремниевая фотоника - ключ не только к умощнению ИИ, но и к новым сетям сотовой связи будущего. Не удивительно, что в Vodafone уже сегодня приглядываются к этой теме, инвестируют в ее развитие.

Vodafone с партнерами исследует фотонные чипы

Кремниевые фотонные чипы могут стать основой для создания сетей будущего, включая сети Open RAN, сообщает Vodafone.

Vodafone расширяет свой научно-исследовательский центр в испанской Малаге, где планируется разместить более 430 квалифицированных инженеров из более, чем 30 стран. В 2025 году к ним присоединятся еще 170 инженеров. Кроме экспериментов с фотоникой, в Малаге исследуют EDGE-вычисления, IoT и сетевые API и другие передовых технологии.

Кремниевые фотонные чипы, как ожидаются, будут быстрее, эффективнее и надежнее сегодняшних традиционных, которые используются сегодня в смартфонах и сетевом телекомоборудовании.

В частности, как ожидается, кремниевые фотонные чипы станут основой базовых станций в радиоподсистеме Vodafone, что позволит существенно снизить задержку распространения сигнала. Сниженная задержка востребована в различных вариантах применения, включая генеративный ИИ, квантовые вычисления, автономный транспорт и т.п.

В этих проектах Vodafone с исследователями оператора будут сотрудничать, в частности, британская Salience Labs и испанская iPhonics - у обеих этих компаний есть наработки в области кремниевой фотоники. Кроме них, в проекте участвует еще ряд партнеров.

Vodafone уже не первый год ведет исследования в области кремниевой фотоники, поскольку компания ожидает высокой востребованности этой технологии, как в области ИИ, но также и из-за необходимости масштабировать функции 5G, что потребует существенного роста вычислительной мощности базовых станций, необходимого, например, для сегментирования ресурсов сети.

Salience Labs занимается исследованиями в области быстрого перемещения данных в системах ИИ, iPhonics сосредоточены на теме формирования множества узких лучей диаграммы направленности, «отслеживающих» пользователей сети.

Как ожидается, кремниевая фотоника позволит сократить задержки передачи данных, ускорить вычисления, снизив количество выделяемого при этом тепла.

🔬 Суперкомпьютеры

В Евросоюзе разработали платформу на архитектуре RISC-V

Речь идет о платформе MEEP (Marenostrum Experimental Exascale Platform). Она должна стать европейской основой для создания суперкомпьютеров.

В основе лежит ядро ACME, опирающееся на активное использование высокоскоростной памяти HBM3.

Как ожидается, процессоры для платформы будут чиплетными.

Создан прототип платформы MEEP на FPGA Xilinx.

🇮🇳 Новые производства. Индия

Как ожидается, предприятие американской Micron Technologies по тестированию и упаковке чипов памяти в Сананде, Гуджарат, будет строить индийский промышленный конгломерат Tata.

Как ожидается на первой фазе будут созданы "чистые комнаты" площадью более 46 тыс.кв.м. Инвестиции в проект запланированы на уровне $2,75 млрд, из которых Micron вложит $0.825 млрд, остальное обеспечит индийская сторона, включая федеральные и региональные власти.

🇨🇳 Развитие техпроцессов

Эксперты отмечают, что SMIC сможет наладить выпуск чипов 5нм, применяя имеющееся у компании западное оборудование DUV с использованием множественных шаблонов.

Аналитики EE Times на которых ссылается 3dnews, уверены, что уровень выхода годных в рамках техпроцесса 7нм выше, чем обсуждаемые прессой 10%, что он составляет вплоть до 70%.

Это ставит под вопрос информированность властей США. Министр торговли США Джина Раймондо на днях заявляла, что китайцы не имеют возможности выпускать чипы 7нм в массовых количествах.

Китайцы сохранили возможность закупки зарубежного оборудования, пусть выбор и ограничен менее передовым оборудованием. Это означает, что они могут и далее развивать техпроцессы, используя множественные шаблоны. \\

🔥 Регулирование. RISC-V

Как узнал Никита Королев, КоммерсантЪ, в правительстве РФ склоняются к тому, чтобы ограничить применение на "объектах критической инфраструктуры" электроники с чипами, разработанными на закрытых западных архитектурах. Это относится, в частности, к ARM.

Этот вывод сделан на основе изучения обновленной "Сводной стратегии развития обрабатывающей промышленности РФ до 2030 года и на период до 2035 года". Конечно, о радикальных мерах речь не идет, но в правительстве рассчитывают, что российские разработчики постепенно откажутся от использования иностранных, неоткрытых архитектур и IP-блоков.

Если решение будет принято, в выигрыше окажется, прежде всего КНС Групп (Yadro), где занимаются разработками RISC-V.

Дает ли ориентация на архитектуру RISC-V возможность выпустить российские процессоры? Как посмотреть. Разработать процессор у нас могут, выпустить и корпусировать? Производиться такие микросхемы будут скорее всего в Китае. \\

🇷🇺 Технологии. Материалы. Производство пластин из оксида галлия

Московская компания Рокор организует массовое производство пластин из оксида галлия

Разработка не требует применения иридия, что обещает снижение стоимости производства в 3-7 раз.

Пока что это "новость из будущего", производство еще не началось, но утверждается, что компания находится на финальной стадии подготовки к началу производства.

Как ожидается, РОКОР сможет предлагать пластины примерно вдвое дешевле, чем придется заплатить, покупая пластины в Японии.

В компании уверены, что обеспечили себе технологическое преимущество на 5-8 лет и рассчитывает на продажи своей продукции, в том числе, на мировом рынке. \\

🇺🇸 Автоматизированное проектирование. 2нм

Четко работает связка - "инструменты проектирования - новые техпроцессы на производстве", надо перенимать опыт :) И ИИ уже в полный рост помогает проектированию.

Synopsys адаптирует софт для разработки чипов к процессу 2нм TSMC

Пользователи системы автоматизированного проектирования Synopsys уже протестировали (tape-out) возможность разработки фотошаблонов для 2нм техпроцесса TSMC, причем как аналоговые так и цифровые процессы проектирования. В частности, процесс цифрового проектирования Synopsys отработан уже множеством тейпаутов, тогда как процесс аналогового проектирования - лишь на нескольких запусках. Готовность нженерных образцов ожидается в 2024 году.

Это серьезный шаг к тому, чтобы аналоговые процессы проектирования и библиотеки были доступны одновременно с цифровыми, особенно в связи с планами перехода от FINFET-транзисторов к нанолистовым с круговым затвором (GAA). Для этого требуются новые инструменты проектирования и тестирования, разработанные с участием Ansys и Keysight Technologies.

Для проектирования используется платформа EDA Synopsys.ai на базе ИИ с интерфейсом к IP-решениям, находящаяся в разработке. Как ожидается, платформу задействуют для разработки чипов для высокопроизводительных вычислительных систем, систем ИИ и мобильных SoC.

В TSMC обещают реализовать массовый выпуск по технологии 2нм к 2025 году. Технологии проектирования на основе ИИ, включая Sinopsys DSO.ai, можно будет использовать для оптимизации разработок под техпроцесс N2 с целью повышения мощности, производительности и сокращения площади чипов. Ожидается, что использование платформы обеспечит эффективное переиспользование создаваемых дизайнов. Кроме инструмента проектирования процессов (iPDK) компания также предложит платформу Synopsys IC Validator для физической проверки всего чипа.

В платформе EDA появилась поддержка генеративного ИИ.

Рекомендую читать эту публикацию также в оригинале, в eeNewsEurope, поскольку я пересказал вам лишь часть нововведений Synopsys.

📈 Усилители мощности для систем связи. GaN

Курс на новые материалы

ВЧ-системам связи нередко необходимы усилители мощности с характеристиками, обеспечивающими линейность при высокой выходной мощности. По мере того, как системы связи переходят на схемы модуляции более высокого порядка, такие как QAM 64 / 128 / 256, они должны обеспечивать высокую линейность и эффективность усиления. Новое поколение усилителей мощности на основе монолитных СВЧ ИС на базе нитрида галлия (GaN) на основе карбида кремния (SiC) - предлагает решение этих проблем за счет высокой плотности мощности в сочетании с высокой линейностью усиления и высоким к.п.д.

Некоторые из отраслей, где востребованы радиочастотные усилители мощности, это спутниковая связь, а также системы связи 5G. NASA обеспечила компаниям частного сектора запустить тысячи LEO-спутников. Они обеспечивают широкополосный доступ в интернет, навигацию, наблюдение за территориями, дистанционное зондирование, а также ряд других услуг.

Большие "тарелки" спутниковой связи заменяются антеннами с цифровыми фазированными решетками. Для них, с учетом спутникового варианта применения, требуются более компактные компоненты с низким весом. Также для них важны высокая мощность (P1dB) при сохранении линейности (IP3) и высокая энергоэффективность.

Для таких решений востребованы усилители мощности на полупроводниках GaN MMIC, которые можно применять в передовых радиолокационных решениях, восходящих линиях спутниковой связи, радиооборудовании 5G, в аэрокосмической и оборонной промышленности и в спутниковой связи. Для применения в космосе в США предлагаются решения от COTS до Rad Hard, от изделий в пластиковых корпусах до герметичных корпусов типа керамических.

—

P1dB (однодецибелевая компрессия мощности) - это мощность входного сигнала, при которой выходная мощность усилителя падает на 1 дБ от максимального значения, которое он может выдавать без искажений.

IP3 (точка перекреста 3-го порядка) - это мера нелинейности усилителя, которая определяет, как усилитель реагирует на два сигнала одновременно. Она определяется как точка, в которой кривые гармоник 2-го и 3-го порядка пересекаются. Чем выше значение IP3, тем меньше искажений вносит усилитель в сигналы.

🇷🇺 Участники рынка

1% акций дизайн-центра АО "Байкал Электроникс" сменил владельца

Об этом знает Никита Королев, КоммерсантЪ. Покупателем выступило ООО Консенсус, лот в 3.4 млн акций был продан за 9,1 млн рублей.

Продажа миноритарного пакета акций состоялась в ходе конкурсного производства в рамках банкротства предприятия Т-Платформы.

🇨🇳 Чипы и ИИ

Enflame привлек $274 млн

Если вы разрабатываете чип для систем ИИ, получить многомиллионные инвестиции куда вероятнее, чем если это просто CPU или даже процессор приложений. По крайней мере, в США и в Китае. Очередная иллюстрация - успешный раунд привлечения инвестиций стартапом Enflame о котором сообщает Reuters.

В раунде участвовали и Tencent, которая уже сотрудничала с Enflame в разработке чипа Zixiao, а также несколько фондов, за которыми стоит Shanghai International Group, которую контролирует орган по регулированию госактивов в муниципалитете Шанхая.

Сейчас каждая крупная компания должна иметь собственную "большую модель" ИИ, чтобы иметь возможность для продолжения конкуренции. Взрывной интерес к ChatGPT это всем убедительно показал. Отсюда и интерес к стартапам в этой области.

🔥 Регулирование. Цифровая маркировка электроники

Через 2 недели в России стартует эксперимент по цифровой маркировке радиоэлектроники

Предлагается считать, что цифровая маркировка выгодна всем честным участникам рынка. Что это механизм поддержки отечественных производителей. И что цены на товары она повышает "незначительно", при этом "обеляя" рынок.

Так это или нет, но бюджет, похоже, в выигрыше, эффект от маркировки различных товаров для бюджета на конец 2022 года оценивается суммой немногим меньшей 500 млрд рублей. А поскольку спектр подлежащих маркировке товаров непрерывно расширяется, сумма дополнительных поступлений, как ожидается, вырастет до 1.5 трлн рублей к 2025 году. Понятно, что это достаточный стимул для того, чтобы "проталкивать" маркировку и далее.

🇺🇸 Производство микросхем. Участники рынка

Intel расширяется географически, в частности, активно наращивает производственные мощности в Европе. Но также существенно обновляет свои технологические возможности.

Intel объявил о начале крупносерийного производства EUV чипов в Ирландии

Intel объявил о крупномасштабном производстве с использованием машин EUV на своем фабе в Ирландии, назвав это «знаковым моментом», сообщает Reuters.

Это один из шагов, которые предпринимает американская компания, чтобы вернуть себе первенство по объемам производства микросхем. Фабрика в городе Лейкслип недалеко от Дублина - это первое крупносерийное предприятие группы Intel, которое перешло на технологию Intel 4. По этой технологии готовятся производить будущий чип Meteor Lake для использования в ноутбуках.

На заводе установлено семь машин ASML EUV.

В США новинки от ASML, машины High-NA пойдут на предприятие Intel в Орегоне позднее в 2023 году. Intel, вероятно, станет первым производителем микросхем, который получит эту новинку. В Орегоне Intel традиционно отрабатывает новые техпроцессы, прежде чем начинать их внедрение на других площадках.

В Европе у Intel обширные планы развития. Кроме фаба в Ирландии, Intel планирует построить крупное производство в Дрездене, Германия, а также завод по сборке и тестированию полупроводников в Польше. \\

🇷🇺 Мнения. Участники рынка. Интервью

Иван Шелковый: Разработчикам ЭКБ и ЭА очень нужно, чтобы как можно скорее заработали новые отечественные микроэлектронные фабрики

🔹 "...у нас в разработке находятся несколько устройств. Среди них – камера со встроенным тензорным вычислителем для обработки изображений, плата PCIe с двумя тензорными вычислителями для параллельных вычислений, и сервер на двух отечественных процессорах Baikal-S, в котором применяются данные платы и который предназначен, в частности, для быстрой и эффективной обработки видео".

🔹 "мы сейчас занимаемся разработкой смартфона и планшета в специальном исполнении на российском процессоре. Мы планируем, что эти устройства найдут применение в разных отраслях, поскольку, опираясь на наш опыт в разработке ПО, мы сможем адаптировать данные изделия под различные задачи."

🔹 В области ЭКБ наша компания в первую очередь сосредоточена на разработке микроэлектромеханических систем (МЭМС). В разработке два МЭМС-устройства. Одно из них – линейный акселерометр, особенностью которого является то, что измеренное ускорение в нем преобразуется в частоту выходного сигнала. Второе устройство – это миниатюрный датчик угловых скоростей с размерами 6 × 10 мм, причем такие габариты – не предел миниатюризации данного устройства. Создание такого датчика сопряжено с достаточно сложными математическими расчетами. Созданы прототипы устройств, показавшие их работоспособность. Но для их изготовления нужна двусторонняя литография, а производители не очень хотят связываться с данной технологией, в особенности, когда они и так загружены производством обычных микросхем.

🔹 стремимся к 100%-ному использованию отечественной компонентной базы. Помимо центральных процессоров, в изделиях АО «АИСА ИТ-Сервис» применяются нейровычислители компании «Модуль», они выпускаются серийно, мы не испытываем проблем с их закупкой. Применяем более «простые» отечественные компоненты – от интерфейсных микросхем до резисторов и конденсаторов.