格羅方德創新解決方案和智慧型手機與時俱進

by | 10 月 4, 2021 | 科技

【威傳媒記者蘇松濤報導】

  領先全球的多功半導體商格羅方德(GLOBALFOUNDRIES ),針對智慧型裝置的創新解決方案,在智慧型裝置要能不斷提供豐富創新功能的同時,滿足這個多多益善的潮流。

  根據統計,兩小時又五十五分鐘,這是美國人每天平均花在手機上的時間,而這個時長在未來將只增不減。這不代表人們天天手機通話時間長達三個小時,讓人們使用手機使用時間越來越長,是因為我們手上的智慧型手機不僅僅是一支小巧輕便的電話,也是一部功能強大的迷你電腦、擁有大容量隨身相簿的精密相機、儲存大量歌曲清單的音樂播放器,更是串流播放現場會議、新聞和體育賽事的影像顯示器,還提供個人通訊錄、新聞報導、 百科全書,宛若一座研究中心,甚至能成為遠在千里之外電器和汽車的控制面板等等,網羅了現今人類生活所需的一切,在未來甚至能做到更多。

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  成千上萬的功能,都融入了一部智慧型手機中,最後只有不到250公克的重量,可以輕鬆放入口袋,隨身攜帶。

  僅僅在過去 10 年中,美國人擁有智慧型手機的比例就從 35% 攀升到 85%1,增加了超過整整兩倍的人數。

更多創新功能的需求,使用者想要的更多

  當手機能做的事情越多,人們的期望也會越高。我們不但希望手機具備更多元化的功能,還要以更快的速度運作,呈現更好的圖像、視訊與音訊品質,提供更穩定的不斷線通話和視訊會議,除此之外,同時還必須消耗更少的電量。

  添加新功能,或是改進手機的特殊應用,都必須與資料建立更強大且穩定的連接性。以視訊為例:人們期望在不久的將來,即使身處大型體育場館或海灘等地,也能擁有與在辦公室或家中相等品質的穩定通話和視訊。

  再者,人們希望手機中的信用卡與銀行資料得到可靠的保護:行動裝置購物在去年累計達 35.6 億美元,比四年前的 10 億美元成長超越三倍以上2。

  而在享有各種增強功能的同時,人們卻不想因此需要攜帶額外的備用電池,更不想增加智慧型手機的重量與大小。

  這些相互衝突的期望,究竟有沒有方法可以全部被滿足呢?

  對於充滿創新開拓精神的格羅方德(GlobalFoundries®)而言,我們有絕對的信心給出肯定的答案。多年來,格羅方德持續協助智慧型手機製造商克服最艱鉅的挑戰,以滿足消費者不斷增加的期待。事實上,在過去幾年中,全球智慧型手機的各樣功能,包含每一通無線通話、每一封簡訊或電子郵件、拍攝或觀賞的每一張照片或每一部影片,極有可能都是透過格羅方德製造的晶片達成的。

https://www.pewresearch.org/internet/fact-sheet/mobile/
2 https://www.broadbandsearch.net/blog/facts-statistics-smartphone-usage

格羅方德解決方案為智慧型手機開創更多新可能

  在這個月中9月15日舉行的線上虛擬年度技術高峰會上,格羅方德針對在連接性、顯示、成像、音訊、安全性和電源管理等面向,推出了一系列創新功能,準備為智慧型手機開拓充滿無限可能的新時代。

連接性
  格羅方德行動無線電和Wi-Fi 部門副總裁 Shankaran Janardharan 表示:「由於格羅方德在創新解決方案開發領域處於業界領導地位,深知高品質的連接性有如行動裝置使用者體驗的氧氣,萬萬不可或缺。才能推出強化連接性的關鍵功能,滿足消費者對於穩定連線品質不斷增長的期望。無論身處何方、無論周圍有多少裝置同時連接網路,都能確保高品質的網路連接性。」

  在 9 月 15 日的技術高峰會上,格羅方德宣布針對其現有射頻絕緣體覆矽(RF-SOI)解決方案增加全新的開關和低雜訊放大器(LNA)功能,讓 RF 晶片設計人員可以構建更強大的功能與更可靠的 5G 網路連線。此項新功能證明格羅方德在新世代解決方案的道路上已經起跑,以滿足未來sub-6GHz 頻段和5G 毫米波的需求做好萬全準備。

  使用 24 GHz至 47 GHz頻段的 5G 毫米波手機市場,預計將在 2020 年至 2025年之間快速增長十倍3。以去年為例,全美大多新發售的智慧型手機都已經配備了 5G 毫米波技術。

  5G 智慧型手機的銷售額,預計將從今年的 1080 億美元增加到 2025 年的 3370 億美元,屆時擁有 5G 技術的裝置將首次成為智慧型手機總銷售額的最大佔比4。

3 2021 Gartner GSMA Mobile Economy report
4 https://www.computerweekly.com/news/252505343/5G-smartphone-penetration-to-reach-tipping-point-in-2025

  在技術高峰會上,格羅方德更宣布其 FDX-RF 製程設計套件 (PDK) 22FDX-EXT 版本1.0_3.0 PDK ,現在已經納入新一代 RF 毫米波功能,並完全整合當今最強大的功率放大器 (PA)。

  格羅方德還發表了基於其 12nm 和矽鍺(SiGe)PA 平台的增強型格羅方德 Wi-Fi 解決方案,兩種型號的 PDK 現已上市。

  對智慧型手機使用者來說,這項技術能大幅減少會中斷通話的無訊號區,讓手機更流暢地進行視訊串流,實現更強大的高速網路連線。

  新推出的功能包含針對最新 Wi-Fi 6 和 6E,提供更優異的 RF 和 PA 特性與功能性,以便晶片設計人員打造最新一代支援 Wi-Fi 的產品時,提供更高性能、更強大的 Wi-Fi 連接性,同時擴展網路覆蓋範圍並增加連接裝置數量。

  格羅方德宣布,其 130奈米平台上獨家的射頻絕緣體覆矽(RF-SOI)解決方案現已在平台開發工具包CSOI8SW 的1.3版本中提供此最新配置。

  新版本包括低電壓和超低電壓,以及低延遲選項,讓設計人員得以整合並最佳化裝置功能,滿足使用者不同的偏好與習慣。

  高通德國射頻前端資深副總裁暨 RFFE 總經理 Christian Block 表示:「隨著走入5G 的世界對 RF 前端產品需求不斷增長,性能強大且低功耗的半導體解決方案至關重要,我們與格羅方德的合作無間,加上他們在RF專用的多機能代工解決方案擁有領先地位,有助於達成高通對生產尖端 5G 產品的高性能要求。」

顯示器
  格羅方德正在將智慧型裝置的顯示器品質提升至更高的新標準:最新推出的顯示器解決方案支援「可變刷新率」功能,能識別使用者正在觀看的內容類型。

  此功能將大幅改善使用高刷新率應用程式的體驗,例如遊戲。另外,透過較低的刷新率來顯示靜態或慢速的內容,還能同時達到省電的功能。若顯示器需顯示快速移動的遊戲內容,可選擇「無卡頓」的刷新率,如只需顯示靜態或慢速的內容,則可選擇「無閃爍」的刷新率,在不同使用情境下,持續提供使用者最出色的視覺體驗。

  格羅方德顯示器解決方案適用於 28 nm、40 nm和 55 nm的 GF HV 平台,新功能則以28HV-25V PDK的 0.5 版本全面上市。

  透過此最新 PDK ,高良率的原型設計已獲得成功。格羅方德透過經量產驗證的 28HV 技術,已經出貨了共 60,000 多片晶圓。

成像技術
  隨著手機支援 5G 的普及化,以及隨之而來更可靠、響應更快的網路連線,行動裝置成像也發生許多重大革新,包括抓取和構建影像內容的方式。3D 感測與高光譜感測器、8K 解析度、更高的影格率和全新壓縮格式等創新,正在為智慧型手機和智慧型裝置的使用者,提供更加身臨其境的體驗。

  2019 年,平均一台智慧型手機擁有 1 到 3 個感測器,預計到 2025 年時會增長為4到5個。格羅方德的影像感測器技術正在被整個智慧型手機業界全面採用。本公司的成像解決方案現在可以為最新一代的堆疊式互補金屬氧化物半導體 (complementary metal-oxide-semiconductor,CMOS) 影像感測器,實現超過 200 像素解析度、高動態範圍、慢動作和低功耗等全新功能,讓智慧型手機相機的功能與性能再度進化。

  GF成像解決方案目前能在28nm 平台的通用代工與訂製產品上運用。28nm 網路服務供應商(ISP)平台的 1.0 版本 PDK 也已經上市。 迄今為止,格羅方德已經為智慧型手機與行動裝置出貨了 1.2 億部平台。

  在28SLPe 技術中,PDK 的1.0 版本已可讓使用者自行設計堆疊式CMOS影像感測器晶片的邏輯。

  人工智慧(AI)和 3D 感測器是實現非接觸式控制、臉部辨識和未來擴增虛擬實境 (AR)的關鍵功能。格羅方德的 22FDX 平台具備嵌入式 AI,是專為此方面應用實現快速且節能的現場決策而設計的平台。

音訊
  2022 年第二季度,格羅方德將推出 GF 音訊解決方案PDK 1.0 版本,將嵌入式快閃記憶體 (eFlash)添加到其 55BCD(二進碼十進數)Lite 平台,應用於音訊放大和觸覺響應。

  此功能將讓智慧型手機擁有最小噪音與失真的改良音訊品質,同時具備能用於遊戲應用程式的觸摸感應(在智慧型手機上感應人體觸摸的技術)和觸覺反饋(由於觸摸而導致的資料傳輸或響應)。

  如今,全球前七大智慧型手機製造商中有五家使用GF音訊放大解決方案,目前共已出貨超過30億台高階音訊放大組件。

安全性
  格羅方德在支援安全行動支付和保護消費者隱私的技術,一直處於業界領先的地位,其中包括非接觸式交易和觸碰支付等創新。事實上,目前已有超過 20 億支智慧型手機內建了 GF 安全解決方案。

  格羅方德如今也新推出了下一代 GF 安全解決方案功能,包括嵌入式電阻式隨機存取記憶體(eRRAM),並將於 2021 年第四季度推出具有測試晶片功能的 PDK(0.5)。嵌入式記憶體將讓使用者獲得最高等級的安全性,摒除任何外部接口的風險。

  格羅方德已交付了超過 20 億單位的安全近場通訊(near-field communication,NFC)晶片,以支援客戶生產高階智慧型手機。

電源管理
  格羅方德同時還是智慧型手機產業電池解決方案的領導者,致力於各種創新開發,以延長電池壽命並最大地延長單次充電的使用時間。

  在技術高峰會上,格羅方德推出了業界最先進的電源管理平台:28BCDLite,透過整合高壓電和 eRRAM 實現數位領域中的模擬功能。平台版本 0.5 將可於 2022 年第二季度應用於測試晶片的設計。

  如此一來,使用者將可享受更長的電池壽命、更短的充電時間與更小巧的外形尺寸。

  格羅方德的行動與無線基礎設施部門副總裁Jamie Schaeffer表示:「今天宣布的一切新功能,都是我們與客戶共同合作研發的成就,以前所未有的方式重塑我們對市場與整個產業的理解。格羅方德創新的開拓者們,一直孜孜矻矻地開發嶄新的獨家解決方案,期待能夠改善使用者體驗、延長電池壽命並增強資料安全性,同時讓智慧型手機維持嬌小輕巧的外觀與重量。」

GF智慧型手機解決方案亦可應用於其他智慧行動裝置

  格羅方德在連接性、顯示器、成像技術和音訊方面的創新解決方案,亦可應用於其他網路連線的智慧行動裝置,如手錶、耳塞式耳機、耳罩式耳機、擴增實境(AR)和虛擬實境 (VR)眼鏡等。

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