X-FAB车用工艺推全新闪存功能，降低芯片成本

前言:

X-FAB近日宣布,模拟/混合信号和特种半导体解决方案的领先代工厂X-FAB Silicon Foundries为其XP018高压汽车工艺推出了新的闪存功能。

作者 | 方文

图片来源 | 网 络

需求海量增长需要更强的车规级闪存

如何让汽车电子芯片在越来越复杂的情况下依然安全可靠,并满足越来越丰富的功能需求,这是整个汽车行业实现颠覆式创新的基石所在。

汽车行业的产品创新不仅只是依靠汽车企业的自我研发,事实上大多是由供应商提供的新功能来实现的,而这些新功能的开发,则是由更底层的芯片技术革新来推动和促进的。

随着越来越多的传感器和 MCU 集成到系统中,汽车电子各功能单元的数据、程序存储都需要更高性能的闪存,从而对非易失性存储器件的需求形成海量增长。

但对于汽车行业,对电子器件有着严苛的车规标准要求。

①更快的读取速度、更大的存储量,对芯片的性能要求越来越高;

②大量的计算会产生更大量的数据,要求存储芯片具有更大的容量,同时又要有更小的体积;

③程序的安全性及可靠性要求。

X-FAB车用工艺推全新闪存功能

X-FAB近日宣布,模拟/混合信号和特种半导体解决方案的领先代工厂X-FAB Silicon Foundries为其XP018高压汽车工艺推出了新的闪存功能。

这款新的闪存IP利用X-FAB得到广泛验证的氮化硅氧化物(SONOS)技术。

该技术具备更高的性能水平和可靠性,符合严格的AEC-Q100 Grade 0汽车规范,可承受在-40°C至175°C的温度范围内工作,并完全支持ISO 26262规定的功能安全级别。

新增的内置自检(BIST)模块对于实现有效的存储器测试以及全面的产品调试至关重要。

除汽车电子之外,这款闪存IP还特别适用于电池供电的设备,如便携式或自主智能传感器;并在医疗保健、工业、消费和物联网领域发挥巨大潜力。

它的阵列大小为32KByte,采用8K x 39位配置,数据总线为32位;另外7位专用于错误代码校正(ECC),以确保现场的零缺陷可靠性。

X-FAB专有的XSTI嵌入式非易失性存储器(NVM)IP测试接口也已包含在内,以实现对存储器的完全串行访问。

由于这款汽车级闪存IP能够在单个1．8 V电源上运行,因此非常适合低功耗设计。新增的内置自测试(BIST)模块对于实现有效的存储器测试以及全面的产品调试至关重要。

这个新的IP解决方案进一步丰富了X-FAB针对180纳米开放技术平台的嵌入式闪存产品组合,这些平台有大量的电压和晶圆材料可供选择。

新的Flash IP意味着XP018现在能够以高度经济高效的方式解决需要额外逻辑内容和计算资源的混合信号、高电压应用。

X-FAB针对可携式模拟应用提供180nm优化的工艺,XP018工艺的多样选择以降低芯片的成本。

针对模拟电路设计降低芯片成本

新推出的单电压5V的选项移除了1．8V的部分以减少整体光罩的数量,对成本敏感的可携式应用提供有价值的回报。

5V环境中的I/O单元、数字库、一次性可程序化(OTP)内存和模拟模块均兼容于XP018所有的高压选项,使其可用于任何类型的驱动器。

针对驱动压电或电容性的系统,导通电阻优化的12V晶体管减少了所需要的芯片面积。

此外,5V模块中一次性可程序化(OTP)内存的编译程序可支持至16kbit,互补于现有的polyfuses．

适用于不同需求的金属绕线,一个新式的金属模块概念首次引入XP018平台,节省了设计成本。

它允许MiM电容灵活地和其他金属层互相堆栈。最后,60V的金属边际电容与1kohm的poly电阻简化60V供电环境中高电压应用的设计。

符合车规认证需要经过的门槛

①汽车对芯片和元器件的工作温度要求更宽,根据不同的安装位置等有不同的需求。比如发动机舱要求-40℃-150℃;车身控制要求-40℃-125℃,远高于民用产品对消费类芯片和元器件0℃-70℃的要求。

②无论是在湿度、发霉、粉尘、盐碱自然环境、EMC以及有害气体侵蚀等环境下,还是在高低温交变、震动风击、高速移动等各类变化中,车规级半导体稳定性要求都高于消费类芯片。

③一般汽车的设计寿命都在15年50万公里左右,远大于消费电子产品寿命要求,所以对应的汽车芯片使用寿命要更长,故障率更低,可以说车规级半导体对故障率要求是零容忍。

④达到汽车标准需获得可靠性标准AEC-Q系列、质量管理标准ISO/TS16949认证其中之一,此外需要通过功能安全标准ISO26262 ASILB(D),基本只有符合上述各种硬性条件的半导体器件,才能通过车规级认证。

⑤从架构方面来看,车规级芯片需要有独立的安全岛设计,在关键模块、计算模块、总线、内存等,都有ECC、CRC的数据校对,为车规级芯片提供功能安全。

结尾:

汽车、移动和IoT应用正在推动单片机和其他闪存器件发展,闪存市场已经增长到220亿美元左右。

为了在这一细分市场上占据一席之地,许多代工厂已经启用了嵌入式闪存平台或者正在积极努力之中。

包括GLOBALFOUNDRIES、LFoundry、TSMC、UMC、X-FAB,将来还有更多成员加入。