Die IISc-Technologie kann den Mangel an Automobilchips beheben

Seit Anfang 2021 ist die Automobilindustrie weltweit mit einem gravierenden Mangel an Chips konfrontiert. Es gibt mehrere Gründe, die zu diesem Mangel beitragen, einer davon ist die steigende Nachfrage nach Automobil- und Konsumgütern (die meisten ihrer Teile werden von der Elektronik angetrieben). Wie der Rest der Welt sind auch die indischen Automobilhersteller von dieser Verknappung erheblich betroffen.Automobil Chips unterscheiden sich von den herkömmlichen Prozessorchips, die in Geräten wie Smartphones und Laptops verwendet werden. Ein Automobilchip (auch als Leistungs-ASIC bezeichnet) muss verschiedene Aufgaben gleichzeitig bewältigen, einschließlich Instrumentierung, Erfassung und Steuerung verschiedener elektromechanischer Teile.Die elektrische Schnittstelle zu diesen Teilen arbeitet mit höheren Spannungen (5 V–80 V) im Vergleich zu einem Prozessorchip, der nur einen Niederspannungsschalter oder -transistor (0,9 V–1,8 V) benötigt. Die Entwicklung einer Technologieplattform, die das breite Leistungsspektrum bietet, das für Automobilchips erforderlich ist, war schon immer eine Herausforderung für die Industrie und kann 5 bis 6 Jahre dauern, im Gegensatz zur Prozessortechnologieplattform, die normalerweise etwa 1,5 bis 2 Jahre dauert.Diese zusätzliche Zeitinvestition kann sich jedoch in Form einer deutlich geringeren Obsoleszenzrate auszahlen – solche Chiptechnologien können 15-20 Jahre halten, ohne ersetzt werden zu müssen.Automobilchips erfordern Hochspannungsschalter oder Transistoren, die auf dem Chip eingebaut sind. Diese Transistoren werden Laterally Diffused MOS (LDMOS) genannt. Silizium-LDMOS-Bauelemente sind eine Art von Feldeffekttransistoren, die bei viel höheren Spannungen als normale Transistoren betrieben werden können. Sie können auch mit Milliarden anderer Transistoren in einem Chip integriert werden. Diese Anforderung ist auch besonders wichtig für Raumfahrt- und Verteidigungsanwendungen.Unter Berücksichtigung dieser Anforderungen haben das IISc-Team und sein Foundry-Partner an der Entwicklung einer Reihe von LDMOS-Geräten (von 10 V bis 80 V) mit Eigenschaften gearbeitet, die den aktuellen Branchenangeboten entsprechen. Die Zusammenarbeit hat zur Entwicklung einer robusten Hochspannungs-Automobiltechnologieplattform geführt.In der Industrie verfügbare Technologieplattformen haben die Fähigkeit ermöglicht, Schaltungen zu entwickeln, die Spannungen im Bereich von 7 V bis 80 V handhaben können, wodurch die früheren Fähigkeiten von inländischen Partnern von 3,3 V erheblich gesteigert wurden. Die Erweiterung dieses Portfolios auf 80 V durch den Import von Technologie hätte mehrere zehn Millionen US-Dollar gekostet. Diese gemeinsame Anstrengung hat den Baseline-Prozess erweitert und die Entwicklung von Geräten ermöglicht, die mit 80 V betrieben werden können, zu einem Preis von weniger als 0,5 Millionen USD.„Das IISc und seine Partner arbeiteten ziemlich ähnlich wie ein industrielles F&E-Team und behandelten die grundlegenden Probleme anders, was die Industrie normalerweise empirisch (durch Versuch und Irrtum) handhabt“, erklärt Prof. Mayank Shrivastava (Department of Electronic Systems Engineering), der das Projekt leitete von IISc.„Zum Beispiel könnten wir tiefer in einige grundlegende Probleme im Zusammenhang mit diesen Geräten eintauchen, wie das Quasi-Sättigungsverhalten, das in den letzten 40+ Jahren nicht vollständig verstanden und gelöst wurde. Dank des IMPRINT-Programms für die Ermöglichung einer solchen Entwicklung, die erweist sich als eine Win-Win-Situation für das IISc und seinen Foundry-Partner“, sagte er.Shrivastava fügt hinzu, dass die entwickelten Geräte streng getestet und für robust befunden wurden. „Diese LDMOS-Bausteine ​​können nun zu Standardangeboten werden (wie jede andere Branche), was unserem Foundry-Partner helfen wird, eine Reihe von VLSI-Produkten im eigenen Haus zu entwickeln. Außerdem kann die Technologie/das Know-how auf andere Halbleiter-Foundries übertragen werden, die skalieren möchten ihren Prozess vom Basis-CMOS zu einem Automotive-Prozess.“