Socionext Europe GmbH

Benutzerdefinierte SoCs werden bei der Implementierung neuer Technologien, unter anderem 5G-Anwendungen, eine wichtige Rolle spielen.

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Turboboost für optische und drahtlose Anwendungen 5G-Netzwerke mit spezifischen SoCs beschleunigen

24.09.2020

Der Markt für optische sowie 5G- und 6G-Netzwerke wächst von Jahr zu Jahr. Zusätzlich nehmen die Dienste und Datenmengen für Internet, soziale Medien, Chat- und Konferenz-Tools oder E-Commerce weiter zu. Höhere Datenkapazitäten und Datenvolumen sind erforderlich. Was ist zu tun?

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Um diesen Trends zu entsprechen, hat Socionext schon 2010 den weltweit ersten 100G-kohärenten Transceiver ASIC auf den Markt gebracht. Dieser wurde angepasst und optimiert für optische Transportnetzwerke (OTN) und beinhaltet IPs (Intellectual Properties) wie Analog-Wandler, Digital-Wandler (A/D-Wandler) und Serialisierer/Deserialisierer (SerDes) und einen kundenspezifischen Digitalen Signalprozessor (DSP).

Andere Einsatzmöglichkeiten solcher optimierter und hochspezialisierter IPs sind im 5G- oder zukünftig 6G-Bereich. Durch Nutzung von neuesten Prozesstechnologien und dedizierter Schaltungs- und IC-Implementation können schwer erzielbare Parameter wie Leistungsaufnahme, hohe Datenrate mit sehr niedriger Latenz-Laufzeit, hohe Auflösung/Dynamikbereich und geringe Chipgröße eingehalten werden und neuartige, State-of-the-Art, hochflexible und preisgünstige Lösungen implementiert und produziert werden.

Zukünftige Anwendungsfelder für 5G

Im 5G-Basis-Station-Bereich eignen sich solche IPs zum Beispiel für Digitale-Front-End(DFE)- oder Aktive-Antennen-Einheiten (AAU). Für die DFE könnte eine neuartige, dedizierte Direkt-RF-Architektur mit Multiband-Kommunikation zum Einsatz kommen. Diese benötigt schnelle, hocheffiziente A/D-Wandler IPs mit einer genügend großen Bandbreite, um das gegebene Frequenzband zu digitalisieren, und einen DSP.

Im Vergleich zur einer traditionellen (heterodynen) Lösung verzichtet die Direkt-RF-Lösung dabei auf Mischer-, Verstärker- oder Filter-Blöcke. Das vereinfacht das System immens, verringert die Anzahl der benötigten Komponenten und reduziert den Energieverbrauch.

Die integrierte DSP-Einheit ermöglicht darüber hinaus intelligente Kompensations- und Optimierungsverfahren und eine flexible Bandbreite in einem digital selektierbaren Frequenzband, was den mobilen Netzwerkausbau revolutionieren könnte. Für die AAU kann eine große Anzahl von A/D-Wandlern in ein ASIC mit geringem Stromverbrauch und Größe integriert werden, die zur Fokussierung (MIMO Beamforming) von Signalen auf Endgeräte benötigt wird.

Absehbaren Netzwerk-Trends begegnen

Da sich der Datenverkehr und die Datenraten in optischen Netzwerken fast alle drei Jahre und für Mobile Netzwerke alle zwei Jahre verdoppeln, müssen die verfügbaren Technologien diesem Trend Folge leisten und immer schnellere, bessere und wettbewerbsfähigere Lösungen finden. Dies zwingt Netzwerkbetreiber, Systemanbieter, Gerätehersteller und Chip-Hersteller dazu, neue Ideen zu finden, zeitgerecht zu implementieren und zu vermarkten.

Socionext ist diesem Trend nachgekommen und hat innovative, hochleistungsfähige, energieeffiziente und flexible kundespezifische ASICs für 200G-, 400G-, 800G- und Terabit-Applikationen produziert, die in jeder Generation dem neuesten Stand der Technik entsprechen und bis heute weltweit marktführend sind. Socionext setzt dabei auf hochintegrierbare Standard-CMOS-Prozesstechnologien, wie zum Beispiel 28, 16 und bis zu 5 nm, um eine hohe Integrierbarkeit, überlegene Performance-Fähigkeit und einen niedrigen Stromverbrauch mit kleinem Platzbedarf zu garantieren.

Innovative Halbleiter-Ideen realisieren

Durch Selektierung der optimalen IPs, Technologie und individueller Optimierung entsprechend der Kundenwünsche und Spezifikation werden dabei erstklassige, qualitativ hochwertige und überlegene IC/ASIC-Lösungen geschaffen. Diese haben ein unschlagbares Preis-Leistungsverhältnis im Vergleich zum Aufbau von Systemen mit diskreten Bausteinen oder Baugruppen.

Als ein Fabless-Unternehmen bietet der ASIC-Spezialist Socionext noch einen weiteren Vorteil von frei wählbaren Halbleiterherstellern mit unterschiedlichen Fertigungsprozessen, wobei die CMOS-Technologie sich am besten für die Massenproduktion eignet, da diese große und sehr komplexe Mixed-Signal-Designs ermöglicht.

Socionext besitzt patentierte und optimierte Schaltungs-, Layout- und Chip-Lösungen, die mit dem über viele Jahre hinweg erlangten Know-how den Kunden befähigen, eine Vielzahl von neuen Applikationen und Anwendungsgebiete erfolgreich zu vermarkten, die weit über optische oder mobile Netzwerkapplikationen hinausgehen.

Zukunftschancen für ASICs

Benutzerdefinierte SoCs mit ultraschnellen A/D-Wandlern werden bei der Implementierung von neuen Technologien eine wichtige Rolle spielen. Dank der Investitionen von Socionext in diese Technologien ist das Unternehmen perfekt positioniert, um auf die neuesten Trends zu reagieren und mit maßgeschneiderten ASIC-Lösungen allen Anforderungen und zukünftigen Erwartungen gerecht zu werden.

Dabei ist Socionext bestrebt, mit dem Kunden bei jedem Schritt – von der Ideensammlung über die vorläufige Spezifikation bis zum finalen Produkt – zusammenzuarbeiten, um sicherzustellen, dass die bestmögliche und eine konkurrenzfähige Komplettlösung erzielt wird.

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