ICESTARS nimmt neue Generation von Chips für die drahtlose Kommunikation ins Visier
Die Menschen sind auf die drahtlose Kommunikation angewiesen. Dies zeigt sich ganz besonders in der Anzahl der weltweit genutzten Funkgeräte, Mobiltelefone, GPS-Systeme und Netzwerk-Hotspots. Mit jedem neu herauskommenden drahtlosen Kommunikationskanal wächst jedoch der Druck, Technologien zu entwickeln, die den Anforderungen des Marktes gerecht werden. Im Rahmen des mit einer Finanzierung von 2,8 Millionen Euro geförderten EU-Projekts ICESTARS ("Integrated circuit/electromagnetic simulation and design technologies for advanced radio systems-on-chip") werden neue Methoden und Tool-Prototypen erarbeitet, um diese Herausforderungen zu meistern. Design-Automationstools für integrierte Schaltkreise (IC) sind Kernbestandteile der geplanten Entwicklung von Mobilfunk-Kommunikationskanälen für die Bandbereiche SHF (super high frequency) und EHF (extremely high frequency). Das ICESTARS-Team erklärte, dass diese Werkzeuge eine bedeutende Rolle bei der Entwicklung von komplexen Designs im Nanobereich sowie bei der Erzielung von erfolgreichen Single-Pass-Designs zur Beeinflussung von Absatzmöglichkeiten einnehmen und teure Re-spins vermeiden (d.h. ein Softwareprogramm, das vor der Freigabe korrigiert werden muss, um die Qualität zu garantieren). Genaue Simulationen derartiger Systeme sind gegenwärtig nicht verfügbar. Die Forscher teilten mit, dass Multi-Standard- und Software-definierte Funkgeräte nur mithilfe einer neuen Generation der Sender-/Empfänger-Architektur und passender CAD-Werkzeuge (Computer-gestütztes Design) auf den Markt gebracht werden können. Die Forscher müssen sicherstellen, dass der Stromverbrauch minimal ist und dass dieser Strom in einem guten Verhältnis zu der Schaltkreislinearität und -verstärkung steht. Eine andere Herausforderung besteht darin, dass High-Tech-Designs in Bezug auf die mittleren Frequenzen im GHz-Bereich durch den Rauschfaktor begrenzt sind. Die Einzel-Chip-Integration von drahtlosen Hochfrequenz-Modulen sei möglich, wenn die Probleme mit den verfügbaren Designabläufen gelöst werden, erläuterte das Team. Die ICESTARS-Forscher teilten mit, dass der Maßnahmeplan 2006 der Sematech-Gruppe, die die Kommerzialisierung von technologischen Neuerungen zu Fertigungslösungen vorantreibt, aufzeigte, dass innovative CAD-Tools und mathematische Modelle bereitgestellt werden müssen, um eine Anzahl von Problemen einschließlich des Umgangs mit der Analog/Digital-Signalsimulation, des parasitären Extrahierens und Systemdesigns und der Methodiken zu lösen. Die ICESTARS-Partner bekräftigten ihre Überzeugung, dass sich dank der Bereitstellung von Methodiken und Prototyp-Werkzeugen Ergebnisse ergeben werden. Das Team plant, die Forschungsergebnisse einiger Bereiche zu kombinieren, um die Abhängigkeiten zwischen den verschiedenen Teilen des RF- (Radiofrequenz) Designs zu erkennen. Das Mathematische Institut der Universität zu Köln in Deutschland nimmt an der Studie teil und dort werden neue mathematische Algorithmen für die nächste Generation von Funkchips entwickelt. Wie Professor Caren Tischendorf erklärte, "sollen mobile Geräte künftig der Kundschaft Dienstleistungen von der Telefonie über das Internet bis hin zum mobilen Fernsehen und Online-Banking weltweit an jedem Ort und zu jeder Zeit ermöglichen. Mit den gegenwärtig genutzten Frequenzbändern (etwa 1-3 GHz) lassen sich die dafür notwendigen extrem hohen Datenübertragungsraten nicht mehr erreichen." Das Projektteam rechnet mit der Realisierung von kostengünstigen Chips, die in einem Frequenzbereich von bis zu 100 GHz operieren können. Die Partner erwarten eine Beschleunigung des Chip-Entwicklungsprozesses bis 2010, so ICESTARS-Projektleiter Dr. Marq Kole vom niederländischen Halbleiterhersteller NXP Semiconductors. "Unser Ziel ist es, den Chip-Entwicklungsprozess im Höchstfrequenzbereich mittels neuer Methoden und Simulationswerkzeuge zu beschleunigen, um die europäischen Chip-Entwickler über das gesamte Spektrum der drahtlosen Kommunikation hinweg auf einer weltweiten Spitzenposition zu halten", sagte Dr. Kole. Weitere Projektteilnehmer sind die finnische Firma AWR-APLAC mit dem Aufgabenbereich der Entwicklung von Simulationsalgorithmen im Frequenzbereich und der deutsche Halbleiterhersteller Qimonda, der fortgeschrittene Analog-Simulationstechniken entwickeln wird.
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