Mixed-Signal IC Design

Das Kompetenzfeld Mixed-Signal IC Design entwickelt in Zusammenarbeit mit seinen Kunden ASICs von der ersten Idee hin bis zum einsatzbereiten Baustein im Zielgehäuse. Durch langjähriges Know-How kann es professionelle Unterstützung in der Systemkonzeptionierung bieten und entwickelt für diese Systeme IC-Lösungen. Das Leistungsportfolio in der Mixed-Signal Entwicklung erstreckt sich vom Konzept bis hin zum qualifizierten Silizium im Gehäuse, die maßgeschneidert in die Umgebung des Kunden passen. Das Anwendungsgebiet der IC-Lösungen reicht von  hoch- & mittelvolumigen Automotive- und Industrieanwendungen bis hin zu Kleinserien mit Einsatzgebiet in Medizin und Raumfahrt. Der Vorteil einer solchen Custom-IC Entwicklung für den Kunden ist die optimale Systemintegration mit hoher Effizienz für die Zielanwendung, hoher Kompaktheit bei gesteigerter Leistungsfähigkeit, sowie der Kostenvorteil gegenüber diskret realisierten Schaltungen.

Kosteneffizienz steht bei den Entwicklungen dabei an oberster Stelle, um Kunden in Abhängigkeit von Volumen und Produktlebenszyklus eine hohe Wirtschaftlichkeit durch eine IC-Entwicklung bieten zu können – selbstverständlich wird dabei auch die kosteneffizienteste Technologie für die geforderte Leistung ganz individuell ausgewählt.

 

IP - Core Design

Die Entwicklung von integrierten Mixed-Signal Schaltungen erfordert spezielles Wissen, Design-Methoden und Erfahrung insbesondere, wenn anspruchsvolle analoge Schaltungsblöcke implementiert werden müssen. Das Kompetenzfeld Mixed-Signal IC Design profitiert von einer langjährigen Erfahrung in diversen Foundry Prozessen in Technologieknoten von 0.35 µm bis 22 nm und kann daher mit hoher Souveränität designen. Dabei hilft auch die moderne Infrastruktur und sowie industrieübliche Design-Tools, die am Fraunhofer IMS eingesetzt werden. Insbesondere können anspruchsvolle IP-Cores für die Signalaufbereitung realisiert werden, zu denen gehören:

• rauscharme analoge Signalkonditionierung
• Analog-to-Digital-Konverter (ADC)
• Digital-to-Analog-Konverter (DAC)
• Time-to-Digital-Konverter (TDC)
• bildgebende Sensoren
• Sensor Read-Out Front-Ends (induktiv, kapazitiv, resistiv, photosensitiv)
• Front-Ends für RFID (HF, UHF, SHF)
• Monolithisch integrierte Sensoren

 

Vollintegration

Neben den komplexen IP Cores, die kundenspezifisch entwickelt werden und für den Kunden die äußere Hauptfunktion bieten, benötigen IC eine Reihe an »versteckter« Schaltung, die für den Kunden im verborgenen arbeitet und für einen Stand-Alone-Betrieb des IC unabdinglich sind. Dazu gehören Referenzspannungs-Erzeugung, Taktgeneratoren oder Operationsverstärker, die man alle unter dem Begriff »Power Management« zusammenfasst. Das Hinzufügen solcher Schaltungsblöcke und das Vereinen zu einem stand-alone IC nennt man »Vollintegration« oder »Design-Assembly«. Das Kompetenzfeld Mixed-Signal IC Design besitzt für die Vollintegration eine Vielzahl an bereits vorhandener Power-Management IP. Die Power-Management Blöcke können entweder 1:1 in eine Neuentwicklung eingesetzt werden oder werden bei Bedarf geringfügig angepasst. Der Re-Use vorhandener Blöcke minimiert Design-Risiken und es entstehen für den Kunden nur geringe Kosten. Das entspricht dem Ansatz von kosteneffizientem Design. Bei Bedarf ist eine Portierung mit geringem Risiko zu anderen Prozessen möglich, wenn Spezifikationsanforderungen dies notwendig machen. Zu dem vorhandenen Power-Management IP gehören:

• Spannungsregler
• temperaturkompensierte Spannungs- und Stromreferenzen
• Power-On Reset
• Operationsverstärker
• Takterzeugung
• Frequenzsynthesizer