Načrtovanje vezij ASIC za avtomobilsko elektroniko

1. LMFE Načrtovanje vezij ASIC za avtomobilsko elektroniko Laboratorij za mikroelektroniko Prof. dr. Janez Trontelj Email: janez.trontelj1@guest.arnes.si Tržaška 25, 1000 Ljubljana, Slovenia Tel.: 01/4768 335 Fax.: 01/4264 644

2. LMFE

3. LMFE Vsebina • Predstavitev LMFE • Zgodovina • Osebje • Oprema • Predstavitev nekaterih projektov za avtomobilsko industrijo • Zaključek

4. LMFE Kratka zgodovinaLaboratorija za mikroelektroniko • Začetki načrtovanja integriranih vezji segajo v leto 1972 • Ustanovitelj laboratorija je bil prof. Trontelj • V letu 1985 je bila vzpostavljena 2um CMOS tehnologija • Ustanovitev lastne Katedre za Mikroelektronske tehnologije • Prisotni in aktivni že od samega začetka razvoja mikroelektronike doma in po svetu • Izobraževanje v “silicon valley” ZDA

5. LMFE Področja delovanje LMFE • Izobraževanje bodočih inženirk in inženirjev elektrotehnike - predmetnik na UL-FE • Aktivni na področju analognih, digitalnih in “mixed-signal” načrtovanju ASIC vezji • Specializirana na področju načrtovanja in izdelave integriranih senzorjev – MEMS senzorji (micro-electro-mechanicalsystem) • Razvoj lastnih načrtovalskih orodji • Obvladovanje postopkov od ideje, načrtovanja, prototipa do končne industrializacije integriranega mikrosistema

6. LMFE Področja raziskav LMFE • Načrtovanje integriranih sistemov v CMOS in BiCMOS tehnologijah • Načrtovanje integriranih vezji za področje telekomunikacij • Načrtovanje in razvoj integriranih vezji in mikrosistemov za precizno merjenje električnega toka, merjenje pozicije kota, linearnih pomikov in pospeška • Raziskave in razvoj integriranih sistemov za “automotive” industrijo • Razvoj metodologij and načrtovalskih orodji za analogne in analogno-digitalne integrirane sisteme • Raziskave na področju uporabe MEMS senzorjev (THz vid, detekcija nevarnih substanc, …)

7. LMFE Človeški viri LMFE • Jedro LMFE predstavlja visoko izobražen, usposobljenih in kreativen kader z dolgoletnimi izkušnjami • Člani LMFE so tudi člani nekaterih uglednih mednarodnih in domačih znanstvenih in strokovnih združenj Razvojno-raziskovalni kader • 11doktorjev znanosti z dolgoletnimi izkušnjami • 1magister znanosti • 6inženirjev • 7 strokovnih sodelavcev • strokovni sodelavci iz industrije

8. LMFE Znanje in potencial LMFE • Veliko število lastnih IP • Slovenski in mednarodni patenti • Znanstveni članki in prispevki • Monografske publikacije • Dolgoletno uspešno sodelovanje s slovenskimi in tujimi industrijskimi partnerji • Dostop in uporaba najnovejših tehnologij (“state-of-the-art”) • Ustanovitev dveh “spin-off” podjetji

9. LMFE Znanje in storitve LMFE Z dolgoletnimi izkušnjami na področju načrtovanja integriranih mikroeletronskih sistemov Laboratorij za Mikroelektroniko obvladuje vse korake in postopke od idejne zasnove do končnega izdelka masovne produkcije. LMFE ima bogate izkušnje iz načrtovanja integriranih vezji in mikrosistemov (ASIC) za področja uporabe v: • telekomunikacijah sistemih, • industrijskih sistemih in v • avtomobilskih aplikacijah.

10. LMFE Znanje in storitve LMFE – oprema (1) • Lastno procesiranje CMOS 2um – dva sloja metalnih povezav

11. LMFE Znanje in storitve LMFE – oprema (2) • Priprava prototipnih vzorcev • Montaža integrirana vezja v ohišja ali na primeren substrat • Žično povezovanje (“Auballand Al wedgebonding”) • Razrez silicijevih rezin na posamezna integrirana vezja - IC

12. LMFE Znanje in storitve LMFE – oprema (3) • Test center za silicijeve rezine (wafer-sort and final test) • Preizkusi (električni, termični, ESD, …) • Validacija

13. LMFE Nekaj izbranih načrtanih integriranih vezji v LMFE • Integrirano polje optičnih senzorjev • Giroskop • Vezje za merjenje kontne hitrosti avtomobilskega krmila • Merilnik kota - nadzor varnostnega pasu • Vezje za sprožitev in nadzor varnostne blazine • Precizni merilnik toka in napetosti • Precizni optični senzor • Vezje za EPS sistem • … • …

14. LMFE Proizvajalci in tehnologije katere uporablja LFME • Proizvajalci IC: • LMFE • TSMC • STM • X-fab • AMS • Tehnologije IC: • 0.8um • 0.35um • 0.25um • 120nm • 65nm

15. LMFE Integrirano polje optični senzorjev Resolucija: 40 točk na periodoTehnologija: 2m CMOS, dva metala (LMFE)

16. LMFE Giroskop Integrirani giroskop Lastnosti: Območje ±300 [º/s] Šum 0.11 [º/s] @ BW = 25Hz Tehnologija: ASIC: BCD 0.35um; Senzor: MEMS 5um

17. LMFE Giroskop

18. LMFE Integrirano vezje za merjenje kotne hitrosti volanskega obroča za podporo pri servo-volanuMerjenje kapacitivnosti senzorja z resolucijo 10fF Max.kotna hitrost: 1000 stopinj na sekundo VOLAN- Steering Wheel – Power Assist System

19. LMFE Merjenje kota - SoC”Seat-belt tension system”Tehnologija : 0,35um CMOS Natančnost : 3,75°Max. vrtilna hitrost: 150 000°/secOhišje: SOIC 8

20. LMFE “Seat-belt tension system”

21. LMFE “Seat-belt tension system”

22. LMFE ACCMikrosistem za nadzor sproženja zračne blazine na osnovi merjenja pospeškaResolucija: 0.1g Območje: 100gResolucija merjenja kapacitivnosti: 3fFProces: 0.8m CMOS

23. LMFE ISS - ASIC za merjenje napetosti in tokaRes=16bit @ BW = 10Hz, 14bit @ BW = 1kHz točnost < 0,1μV Input referred noise: 35nV/√HzTehnologija: 0.35 um CMOS

24. LMFE EPS sistemKrmilnik za nadzor in pomoč obračanja krmila v voziluProcesiranje električnih signalov, močnostno krmiljenje in varnostne funkcije ( fail-safe)

25. LMFE EPS sistem

26. LMFE Zaključek • LMFE ima bogate izkušnje na področju avtomobilske elektronike • V LMFE je veliko sistemsko znanje (za uspešno zaključen projekt je potrebno poznati značilnosti sistema) • LMFE sodeluje pri karakterizaciji in prenosu v proizvodnjo

27. LMFE Hvala za pozornost!