Технологический парк Ла-Картуха в Севилье
Остров Ла-Картуха в Севилье является крупнейшим технологическим парком Андалусии по объему выручки. Экономическая активность превышает 5 500 миллионов евро, в парке работают 575 организаций и около 31 000 сотрудников. Жилых кварталов на территории нет, здесь размещаются исследовательские центры и технологические компании.
Институт микроэлектроники Севильи и модель работы IMSE
В одном из зданий парка работает Институт микроэлектроники Севильи (IMSE) — совместный центр CSIC (государственный исследовательский совет Испании) и Университета Севильи. Институт проектирует интегральные схемы, но не занимается их производством. Исследователи разрабатывают архитектуру чипов, создают схемы, проводят моделирование и тестирование, после чего передают готовые проекты промышленным партнерам.
IMSE не является фабрикой полупроводников, а производство выполняют специализированные foundry, включая TSMC, GlobalFoundries и UMC. Эти компании получают готовые проекты и изготавливают по ним физические образцы чипов на заводах в Азии и Европе.
Проектирование требует значительных ресурсов: производство одного квадратного миллиметра чипа по технологии 5 нанометров стоит около 100 000 евро. Лицензии на инструменты электронного проектирования достигают 1 миллиона евро в год. IMSE входит в европейскую сеть Europractice, которая снижает эти затраты для университетов и исследовательских центров. Европа также финансирует проект стоимостью 15 миллионов евро по созданию открытых инструментов проектирования цифровых и аналоговых схем.
Чипы для космоса, ИИ и нейроморфных систем
Среди разработок института — интегральная схема, отправленная на Марс в составе миссии Perseverance. В лаборатории IMSE хранится идентичный образец этого чипа. Другие разработки работают в коммерческих оптоволоконных модемах и в датчиках зрения, способных обрабатывать до 7 000 изображений в секунду при стоимости, сопоставимой с камерой смартфона.
IMSE развивает технологию «камер событий», которые фиксируют только изменения в сцене, а не полные кадры. Этот подход лег в основу компании Chronocam, сегодня известной как Prophesee. Текущие исследования продолжаются в европейском проекте Nimble AI, где разрабатываются нейроморфные схемы с энергопотреблением до 100 раз ниже и задержкой в 50 раз меньше.
Старение чипов, безопасность и инфраструктура IMSE
Отдельное направление института посвящено старению полупроводников. Команда разрабатывает встроенные мониторы — осцилляторы площадью около 25 квадратных микрометров, которые фиксируют изменения температуры и напряжения. Для ускоренных испытаний IMSE применяет метод ускоренного старения, нагружая чипы повышенными температурами и напряжениями до 350 градусов. Лабораторная система, подключенная к Raspberry Pi 5, позволяет точно контролировать питание.
Физические эффекты старения могут использоваться и для аппаратных атак. Зная критический путь чипа, злоумышленник способен вызвать сбои и вмешаться в работу памяти. В ответ IMSE проектирует системы внутреннего мониторинга, а следующим этапом рассматривает внедрение нейросети прямо в чип для различения естественного износа и атак в реальном времени. Эти же мониторы позволяют выявлять чипы, повторно выведенные на рынок как новые, по признакам пайки, времени с момента выхода с foundry и условий хранения.
В институте также ведутся работы по постквантовой криптографии. Проекты SPIRS и QUBIP с бюджетами в несколько миллионов евро направлены на создание аппаратных ускорителей, устойчивых к будущим квантовым компьютерам и пригодных для устройств с ограниченными ресурсами, включая IoT и медицинские приборы. Классическая и постквантовая криптография, по оценке IMSE, будут сосуществовать в течение многих лет, и команда анализирует поэтапный переход между ними.
IMSE строит чистую комнату класса ISO 6 для продвинутой упаковки и тестирования чипов. Стоимость проекта составляет около 7 миллионов евро. Новая инфраструктура позволит институту замкнуть полный цикл прототипирования — от проектирования до упаковки и тестирования. IMSE проектирует чипы в диапазоне от 28–40 нанометров до 7 нанометров, которые доступны для коммерческого проектирования в Европе.
Оригинал: источник
