Производство и разработка электроники *

Создатели Raspberry Pi показали, как выглядел прототип пятой версии одноплатного компьютера. На этой печатной плате тестировался RP1 — кастомный чип, который стал новинкой Raspberry Pi 5.

Южный мост RP1 управляет внешними устройствами. Выделение функций ввода-вывода на отдельную микросхему не только помогло разгрузить систему на кристалле, но и упростило разработку.

Raspberry Pi 4 вышла четыре года назад, но RP1 разрабатывали с 2015. Изначально внутри компании поговаривали, что RP1 поставят в Raspberry Pi 3B+, затем проект сдвинули на Pi 4, но RP1 был готов только для Raspberry Pi 5.

Кстати, именно с этой задержкой связано то, как порты USB и Ethernet расположены на пятой модели как на 3B+, а не на 4: распиновку чипов планировали с прицелом на B+. В центре у Raspberry Pi 5 расположены дорожки для четырёх линий шины PCIe. Двигать их было нежелательно.

В 2015 году планировалось использовать незадействованные каналы MIPI камеры и дисплея на BCM2837 для передачи гигабитного Ethernet и других быстрых интерфейсов. Система на кристалле BCM2837 стояла на третьей модели одноплатника.

Однако на Raspberry Pi 4 поставили новый, более мощный чип BCM2711, который включил в себя эти интерфейсы и содержал контроллер Ethernet. Тем не менее разработка RP1 всё равно продолжилась. Стандарт связи с процессором поменяли на PCI Express.

За семь лет RP1 преобразился за две стадии прототипов в кремнии до релизной версии, которая контролирует периферийные устройства в Raspberry Pi 5.

Fred the Frenchy любит анализировать продукты Apple и электронику вообще. У себя в микроблоге он иногда публикует разбор кристаллов, где пытается выделить конкретные блоки и оценить сложность производства.

На этот раз энтузиаст добрался до A17 Pro, системы на кристалле смартфонов iPhone 15 Pro и 15 Pro Max.

Анализ указывает на отдельные элементы:

• Шесть ядер видеоускорителя выделены сизым.

• Кэш SLC (system level cache, не путать с single-level cell в твердотельниках) размечен жёлтым.

• Энергоэффективные ядра центрального процессора и его кэш — зелёным.

• Нейроускоритель Neural Engine — оранжевым.

• Два высокопроизводительных ядра и их кэш — красным.

• Наконец, серым размечен интерфейс для памяти LPDDR5x, фиолетовым — 10-гигабитный контроллер USB 3 и прочие интерфейсы ввода-вывода.

Дополнительно Фред прикидывает, что процент брака нового 3-нм техпроцесса составляет 40–50 %. При этом на одной пластине умещается всего 420–500 чипов — на 30–40 % меньше, чем у A16 Bionic. Это ещё сильнее увеличивает себестоимость A17 Pro.

В качестве причины этих и прочих проблем (неожиданно малый рост числа транзисторов на кристалле относительно предшественника и жалобы на перегрев) Фред называет то, что техпроцесс 3 нм ещё не оптимизирован до конца. TSMC надо браться за ум, чтобы успеть к M3, считает микроблогер.

А вот работу дизайнеров микросхемы — Тима Миллета и его команды — Фред оценивает высоко. Различные источники энергии находятся на кристалле физически далеко друг от друга, чтобы было удобнее отводить тепло.

Представлен выпуск свободного пакета для автоматизации проектирования печатных плат LibrePCB 1.0.0, который помечен как первый полноценный выпуск, избавленный от ограничений, мешавших созданию достаточно сложных печатных плат.

LibrePCB позиционируется как интуитивно понятный пакет для быстрой разработки плат, который отстаёт по функциональности от KiCad, но гораздо проще в работе и при этом учитывает потребности не только начинающих, но и профессиональных инженеров. Программа поставляется в сборках для Linux (Flatpak, Snap, AppImage), FreeBSD, macOS и Windows. Код проекта написан на языке C++ (интерфейс на Qt) и распространяется под лицензией GPLv3.

Из особенностей отмечается интеграция в одном пакете редактора схем и средств управления проектом, простой кросс‑платформенный графический интерфейс на базе Qt, удобная организация работы с библиотекой элементов (предложена концепция «умной» библиотеки), использование доступных для ручного разбора форматов для библиотеки и проектов, режим Multi‑PCB (параллельная разработка разных вариантов плат на базе одной схемы), автоматическая синхронизация списка электрических соединений (netlist) между схемой и раскладкой платы. Программа оснащена многоязычным интерфейсом, предоставляющим возможность наименований элементов на разных языках. Поддерживается импорт файлов DXF и экспорт в форматах PDF, SVG и CSV BOM, pick&place X3/CSV, Gerber/Excellon и STEP.

Источник: OpenNET.

Чип Tensor G4 в Google Pixel 9 может не получить больших обновлений. Ранее сообщалось, что Google планировала перейти на собственный чип Tensor в Pixel 9 в 2024 году, но отложила реализацию этих планов на год. 

Утечки показывают, что Google разрабатывала чип Redondo для серии Pixel 9 2024 года на 3-нм узле TSMC. Однако его запуск был перенесён на год. Компания также работает над чипсетом Tensor «Laguna Beach» с платой «Deepspace». Подробностей об этом SoC пока нет.

Таким образом, чип Tensor от Google должен появиться в серии Pixel 10 2025 года. Однако в Pixel 9, видимо, будет использоваться обновлённый вариант Tensor G3.

Если Tensor G4носит кодовое название «Zuma Pro», то Tensor G3 — «Zuma». Это говорит о том, что Tensor G4 в Pixel 9 будет основан на G3 и, предположительно, будет предлагать более скромные улучшения, чем планировалось изначально. Tensor G3 же будет содержать 9 ядер ЦП в конфигурации 4+4+1, включая четыре ядра Cortex-A510 и четыре ядра Cortex-A715, а также одно высокопроизводительное ядро Cortex-X3 с тактовой частотой 3,0 ГГц. Также он сможет работать на частоте 1,1 ГГц.

Микросхема мониторинга мощности от китайской компании Analogysemi

Интересное решение по комплексному измерению тока/напряжения и мониторингу мощности попалось недавно на глаза. Это микросхема CSD202CMSOP10 от китайской компании Analogysemi. Микросхема с помощью встроенного АЦП измеряет ток шунта (возможно как high side так и low side), напряжение на шине, вычисляет текущую мощность.

Основные параметры:

• Разрешение 16 бит

• Интерфейс I2C

• Напряжение шины до 36В

• Gain error измерения напряжения на шунте 0,1%, температурный дрифт 20ppm/C

• Максимальная ошибка измерения напряжения на шине 0,1%, температурный дрифт 20ppm/C

• Возможность задания калибровочных коэффициентов, времени преобразования, методов усреднения

• Температурный диапазон -40 +125

Радует, что эта микросхема не одинока. В семействе есть варианты с разрешением 12, 16 и 20 бит, с напряжением шины до 65В, интерфейсами I2C или SPI.

Про компоненты для силовой электроники читайте в моём ТГ канале Power-Link.

Российская компания «Бештау» приступила к строительству в Ростове‑на‑Дону завода по выпуску ноутбуков из компонентов собственного производства. Объём инвестиций в предприятие составляет ₽8 млрд, и закончить его планируют в 2025 году.

Символический камень заложили на строительной площадке завода и прикрепили памятную табличку в виде ноутбука губернатор Ростовской области Василий Голубев и генеральный директор компании «Бештау» Олег Осипов.

Инвестиционный проект предполагает строительство 5 комплексов, общей производственной площадью около 9 тысяч м². Кроме ноутбуков на предприятии будет налажен выпуск литий‑ионных аккумуляторов и производство электронных плат. Новый завод создаст более 700 рабочих мест.

Дейв Джонс приводит у себя в микроблоге интересное наблюдение. Если в 2011 году вместо покупки лицензии на Altium Designer вы бы купили акций разработчика продукта, то к 2023 году их цена достигла бы до миллиона долларов.

Соображение не самое полезное: предугадать радужное будущее было тяжело. Это сегодня Altium называют хорошим вложением, а в 2011 году компания едва держалась. На собственном сайте Altium нарисовала в истории большую дыру в период между 2006 и 2014 годами.

Такие сравнения можно проводить и с более впечатляющим ростом. К примеру, $6000 (цена Mac IIcx), вложенные в 1989 году в акции Apple, выросли бы до $3,4 млн. Наконец, кому-то работать и покупать товары всё же придётся.

Однако такая выкладка позволяет оценить, насколько сильно австралийский разработчик вырос в размерах за последнее десятилетие. В 2011 акции компании имели характер мусорных и за 12 лет подорожали в десятки раз. Сегодня в индустрии стандартом часто становятся форматы и процессы продуктов Altium.

Ruimeng Technology - китайский разработчик и производитель компонентов, который специализируется на аналоговых и аналогово-цифровых микросхемах. АЦП, ЦАП, операционные усилители, драйверы интерфейсов и многое другое интересное.

В обширном портфолио компании можно найти 24-разрядные сигма-дельта АЦП, драйверы LVDS, микросхемы PLL, аналоговые ключи и т.д. Советую - добротные китайцы.

Компания «Инфотекс» запустит новый завод в Томске в 2024 году. По словам генерального директора компании Андрея Чапчаева, запуск предприятия позволит нарастить производство решений для кибербезопасности в 5–10 раз.

Как заметил Андрей Чапчаев, сейчас «Инфотекс» выпускает ежегодно небольшие партии до 100 комплектов квантовых криптографических систем генерации и распределения уникальных ключей для защиты информации, а в 2023 году 60 таких комплектов пришлось на поставки для РЖД. Эти системы используются для защиты магистральных каналов связи.

Томас Рот выложил в своём микроблоге микрофотографию защиты от микрозондирования в микросхеме фирмы Microchip. На снимке у безопасного элемента ATECC608A виден металлический паттерн, который не позволяет проводить инвазивные атаки.

По задумке производителя, ATECC608A ставят в устройства Интернета вещей, чтобы получить безопасный протокол Диффи — Хеллмана на эллиптических кривых и алгоритм ECDSA. Также в модуль встроен аппаратный ускоритель AES для применений в LoRaWAN. Как и у других моделей CryptoAuthentication из портфолио Microchip, у этой интегральной микросхемы низкое энергопотребление.

На более крупном масштабе покажется, что микросхема просто покрыта сплошным металлическим слоем. Лишь при увеличении будет виден узор из металлических дорожек, который осложняет анализ логики чипа и делает невозможным микрозондирование — вмешательство, для которого в микросхему опускают микроманипуляторами тончайшие иголочки для выяснения её характеристик и считывания данных. Такая атака только звучит дорого, фантастично и труднореализуемо. На деле оборудование для неё может позволить даже частное лицо.

Конечно, атаку можно обнаружить как появление ёмкости фемтофарадных порядков и замедление атакуемой линии, но производитель пошёл дальше и просто защитил всю микросхему. Вполне вероятно, это не единственный метод защиты на этом экземпляре.

ГК «Бештау заявила, что материнская плата БЕШТАУ B660RU001 была внесена в реестр Минпромторга. По утверждению разработчиков, это первая отечественная плата с DDR5, попавшая в реестр российской электроники ведомства.

Параметры материнской платы:

— чипсет Intel B660 (разъём центрального процессора LGA1700) с поддержкой процессоров Intel 12–13 поколения;

— тип оперативной памяти DDR5 (количество слотов памяти от двух до четырёх), максимальный объём оперативной памяти до 128 Гбайт;

— до двух поров USB 2.0, до четырёх портов USB 3.2, один слот M.2;

— один слот расширения PCI‑Ex16, опционально может быть PCI‑Ex1, до двух портов SFP/SFP+ (опционально), сетевой порт Gigabit Ethernet;

— видеоразъём HDMI, видеоразъём DisplayPort, опционально может быть VGA и DVI.

Samsung начнёт массовое производство 2-нм чипов в 2025 году, сначала для мобильных устройств. Затем производитель обратит свое внимание на чипы для высокопроизводительных вычислительных приложений в 2026 году, а к автомобильным полупроводникам перейдёт год спустя.

Вероятно, что часть 2-нанометровой продукции Samsung будет представлять собой чиплеты, которые смогут интегрировать третьи стороны. Ранее компания объявила об «Альянсе MDI» — группе, куда вошли «партнёры, а также крупные игроки в области памяти, упаковки подложек и тестирования». Он сформирует «экосистему упаковочных технологий для гетерогенной интеграции 2.5D и 3D».

Samsung также заявила, что планирует разработать индивидуальную упаковку для приложений, включая HPC и автомобильную промышленность. 

Кроме того, компания:

• запустит литейное производство 8-дюймовых силовых полупроводников на основе нитрида галлия (GaN), ориентированных на потребителей, центры обработки данных и автомобильные приложения, в 2025 году;

• начнёт работать с 5-нм РЧ-процессом, чтобы внедрить его в 2025 году. Как ожидается, он «покажет 40-процентное увеличение энергоэффективности и 50-процентное уменьшение площади по сравнению с предыдущим 14-нм процессом»;

• будет использовать свои 8-нм и 14-нм радиочастотные процессы в автомобильной промышленности;

• запустит третью производственную линию в Пхёнтхэке, Корея, во второй половине 2023 года;

• запустит строящийся завод в Техасе во второй половине 2024 года.

Таблица с сайта компании Synopsys, одного из крупнейшего разработчиков микросхем и систем EDA. На сайте эта таблица интерактивная: она предназначена для настройки фильтра каталога библиотек интеллектуальной собственности. Предполагается, что для поиска нужного решения клиент задаст фабрику и техпроцесс, будто выбирает холодильник на «Яндекс Маркете».

Здесь нам интереснее другое: по таблице сразу очевидно, что на самых современных технологических процессах конкуренции почти нет.

Данные могут быть устаревшими и вообще отражают техпроцессы, на которые компании принимают заказы. Понятно, что та же Intel в своих процессорах ушла ниже 10 нм, но заказы со стороны принимает только на 16 нм.

Транзисторы на основе нитрида галлия (GaN) от компании Innoscience

Китайская компания Innoscience - разработчик и производитель нитрид-галлиевых MOSFET-ов. Это довольно крупная компания, которая специализируется исключительно на технологии GaN. Производит как низковольтные (30-150В), так и высоковольтные (650-700В) транзисторы.

Портфолио транзисторов на 650В весьма впечатляет:

Бегло просмотрев ДШ на транзистор INN650DA240A можно сказать, что параметры вполне неплохи - сопротивление канала 240 мОм, заряд затвора 2 нКл, довольно компактный корпус, плюс кельвиновское подключение сигнала управления на затвор. Явно лучше кремния.

На основе GaN-ов Innoscience сделано уже большое количество компактных источников питания, зарядников с PD - обзоры и teardowns можно найти в сети, так что рекомендую к применению.

Power is cool — deal with it.

Power management микросхемы от китайской компании Rychip

Привет, Хабр!

Я занимаюсь разработкой электронных устройств, в основном специализируюсь на силовой электронике. В последнее время в связи с уходом западных брендов многие занимаются редизайном с целью перехода на китайскую элементную базу. Однако информация о китайских компаниях разрознена и не все знают, что существует большое количество китайских брендов, почти не уступающих западным по широте номенклатуры, параметрам и качеству.

В своих постах буду писать про китайских производителей элементной базы.

Сегодня это компания Rychip, которая специализируется на микросхемах для Power management. В линейке продуктов компании: микросхемы одноканальных Buck, Boost преобразователей, многоканальные PMIC, LED-драйверы, защита и зарядники для Li-Ion аккумуляторов, LDO, микросхемы для PoE, драйверы управления моторами.

Достаточно взглянуть на номенклатуру PMIC, как становится понятно, что компания достойна внимания:

Power is cool — deal with it.

Доминирование Южной Кореи на мировом рынке чипов памяти укрепляется из-за антикитайских санкций США.

По прогнозам отраслевых экспертов, опрошенных в апреле Bloomberg, введение Америкой жёстких ограничений на экспорт, начинающих действовать с 2023 года, скажется на перераспределении мировых цепочек поставок.

По прогнозам тайваньского технологического аналитика TrendForce, доля Южной Кореи в мировом производстве чипов памяти в следующем году вырастет до 64%, а доля Китая сократится до 14% и будет падать все последующие годы.

Главными проигравшими на этом фоне окажутся китайские компании Yangtze Memory Technologies Co. и Changxin Memory Technologies Inc. Главным же выгодоприобретателем новой конфигурации на рынке окажется южнокорейский Samsung, который имеет возможность спокойно работать на американском рынке без каких либо ограничений. Дело не только в американском рынке, но и в американских IT-компаниях, сервисах и заводах, работающих по всей планете, им будет запрещeно пользоваться в своей деятельности продуктами китайских производителей.

Запрет коснётся не только китайских компаний, но и иностранных компаний, осуществляющих сборку чипов памяти на территории Китая, например южнокорейской компании SK Hynix, второго по размеру производителя чипов памяти в Китае.

Это в свою очередь уже провоцирует отток азиатских и европейских компаний и производств из Китая в соседнюю Индию, Филиппины, Тайланд и Индонезию.