ננו דיימנשן ו-Harris יבנו מגברי RF עבור תחנת החלל

חברת ננו דיימנשן (Nano Dimension) וחברת Harris Corporation יפתחו רכיבי RF אשר יוטסו אל תחנת החלל הבינלאומית (ISS). שתי החברות קיבלו אישור למענקים ממשלתיים עבור הפרוייקט: חברת ננו דיימנשן קיבל 1.5 מיליון שקל מרשות החדשנות (40% מעלות הפרוייקט) והשאר ימומן באמצעות מענק שקיבלה האריס מארגון החלל של פלורידה (Space Florida Foundation). הרכיבים שיפותחו באמצעות מדפסת התלת-מימד של ננו דיימנשן, יוטסו לתחנת החלל הבינלאומית ומשם ישמשו ליצירת קשר עם תחנת המעקב הקרקעית של האריס.

מטרת הפרוייקט היא לבחון את השימוש בחומרים שיוצרו באמצעות מדפסתו תלת מימד בתעשיית החלל, ובמיוחד הפרוייקט יספק אנליזה שיטתית של חומרים שהודפסו בתלת מימד עבור מערכות חלל, ובמיוחד עבור מערכות תקשורת בננו-לוויינים. במסגרת הפרוייקט, שתי החברות יבצעו אופטימיזציה לתהליך הדפסת התלת מימד של רכיבי RF ויבנו מערכת אשר תשוגר לתחנת החלל הבינלאומית וביצועיה ייבדקו לאורך שנה שלמה שבה היא תקיף את כדור הארץ במסלול הקפה נמוך.

תהליך ייצור אלטרנטיבי

הפרוייקט הוא תוצאה של פרוייקט הדגמה קודם שהושלם על-ידי שתי החברות בחודש נובמבר 2018. במסגרת הפרוייקט הן ייצרו אב-טיפוס של מגבר RF מתפקד בגודל של 101 מ"מ על 38 מ"מ ובעובי של 3 מ"מ (בתמונה למעלה), באמצעות מדפסת DragonFly 2020 של ננו-דיימנשן . תהליך הייצור נמשך 10 שעות בלבד, וכלל בנייה של המצע ושל המוליכים החשמליים באמצעות המדפסת. לאחר מכן נותר למפתחים לחבר ידנית את הרכיבים האלקטרוניים למעגל מודפס.

תהליך הפיתוח של מעגלי RF בשיטות ייצור קונבנציונליות הינו לרוב ארוך, מורכב ורב-שלבי. כדי להגיע לביצועים מיטביים של המעגל, יש צורך לתכנן את עיצוב המעגל, לייצר אב-טיפוס ולבדוק את ביצועיו, ולאחר מכן לשפר את התכנון האלקטרוני ולחזור על כל התהליך עד להשגת הביצועים האופטימליים. היכולת לייצר אב-טיפוס במעבדה (In-House) ללא צורך בקבלן חיצוני, מקצר ומוזיל משמעותית את תהליך הפיתוח.

בבדיקת הביצועים התברר שלא היו הבדלים בהפסדי הכניסה והיציאה בין טכנולוגיית התלת-מימד ובין שיטת הייצור הסטנדרטית. גם הבדלי ההגבר היו מזעריים: פחות מ-1dB בטווח התדרים עד 4.7GHz, ופחות מ-1.3dB בכל התדרים שעד 6GHz.

MACOM ו-ST מרחיבות את הייצור של GaN-on-Silicon

בתמונה למעלה: דגלאס קארלסון. "להשיג ביצועי GaN במחיר של CMOS". צילום: Techtime

חברת STMicroelectronics הרחיבה את קו הייצור של רכיבי GaN-on-Silicon של חברת MACOM, המיוצרים בפרוסות סיליקון בקוטר של 150 מ"מ. במקביל, היא התחייבה לייצר אותם גם בפרוסות סיליקון בקוטר של 200 מ"מ בהתאם לדרישה של מייקום. שתי החברות דיווחו אתמול שתהליך הרחבת כושר הייצור נועד להיערך לקראת תחילת הפריסה של תשתיות הדור החמישי. להערכת מייקום, מכיוון שמערכות הדור החמישי יתבססו על אנטנות MIMO, ייווצר בשוק צורך גדול מאוד ברכיבי RF Power בטכנולוגיית GaN-on-Silicon.

להערכתה, רשתות הדור החמישי יגדילו את הצריכה של הרכיבים פי 32 עד פי 64 במהלך חמש השנים הבאות, ולכן יש צורך להפחית את מחירי המגברים פי 10-20. מנכ"ל מייקום, ג'ון קרוטאו, אמר ששיתוף הפעולה עם ST בהכנת תשתיות הייצור, מיועד להביא את מייקום למצב שבו היא תספק מגברי הספק לכ-85% מרשתות הדור החמישי.

מייקום תתמקד בתקשורת, ו-ST ברכב ובתאורה

ההסכם בין שתי החברות מאפשר ל-ST להשתמש בטכנולוגיות GaN – Gallium Nitride של מייקום כדי לייצר רכיבים משלה, ולמכור אותם בשוקי RF שאינם בתחום הטלפונים הניידים, תחנות הבסיס האלחוטיות ותשתיות תקשורת הקשורות אליהם. נשיא קבוצת הרכיבים הדיסקרטיים והרכב ב-STMicroelectronics, מרקו מונטי, אמר שהחברה תמקד את מאמציה באספקת הרכיבים החדשים אל שוק הרכב ליישומים כמו הצתת פלסמה לשיפור הבעירה הפנימית במנועים, ובשוק יישומי RF בתחום התאורה.

אנליסט הסמיקונדקטורס בחברת Strategy Analytics, אריק הייאם, אמר שברגע שבו ייחצה הגבול של 4 סנט לוואט במחירים של שבבי RF, ייפתח שוק האנרגיה בפני הרכיבים האלה. "הפוטנציאל נאמד במאות מיליוני רכיבים אשר ישולבו ביישומים כמו מכשירי מיקרוגל לבישול, ומערכות תאורה והצתה של כלי-רכב, והמכירות יסתכמו במיליארדי דולרים".

במפגש עיתונאים עם ד"ר דגלאס קארלסון, מנהל קבוצת ה-RF והמיקרוגל במייקום, שבו השתתף Techtime ושהתקיים בשבוע שעבר במינכן, הסביר קארלסון חלק מהשיקולים שמאחורי שיתוף הפעולה עם ST. קארלסון: "אחת מהדאגות המרכזיות בעולם הדור החמישי שהיא שהמוצרים המילימטריים יקרים מאוד והלקוחות מודאגים מהשאלה כיצד הם יוכלו להשיג רכיבים במחיר סביר, עבור פריסת רשתות הדור החמישי שהם מתכננים.

מרקוס שייפר. "ישראל היא לקוח מרכזי שלנו באירופה"
מרקוס שייפר. "ישראל היא לקוח מרכזי שלנו באירופה"

"כיום אנחנו מנהלים פרוייקטי פיתוח שנועדו לספק ביצועים של גאליום ניטריד במחירים ובכמויות הייצור של רכיבי סיליקון. לכן אנחנו מפתחים טכנולוגיות כמו GaN-on-Silicon, טכנולוגיות AlGaAs ו-HMIC. שיתוף הפעולה עם ST איפשר לנו לפתח טכנולוגיית ייצור המונית של GaN-on-Silicon ולהעביר אותה מפאב של 6 אינטש לפאב של 200 מ"מ". קארלסון גילה שמפת הדרכים של החברה כוללת גם פיתוח טכנולוגיה המאפשרת לשלב מעגלי GaN ומעגלי CMOS בשבב יחיד. "זה יהיה כיוון מרכזי שייאפשר ייצור המוני של מוצרי 5G, ולהערכתי יהיה זמין בשוק בעוד כ-5 שנים".

ההסכם יעניין את השוק הישראלי

להתפתחות הזאת יכולה להיות השפעה גם על השוק הישראלי, הנחשב לאחד מהשווקים הגדולים ביותר של מייקום באירופה. מייקום מיוצגת בישראל על-ידי טלסיס ושירטק. לדברי מנהל מכירות EMEA בחברה, מרקוס שייפר, הנתונים שייצרו מערכות הדור החמישי יועברו אל מרכזי הנתונים שגם להם החברה מספקת רכיבים בעלי זמן תגובה מהיר ופתרונות אופטיים. "בכל התחומים האלה יש לנו לקוחות רבים בישראל, כמו קולור-צ'יפ, מלאנוקס, סרגון ואחרות. בנוסף, אנחנו עובדים מול תעשיית הביטחון הישראלית ומספקים מוצרים רבים לחברות כמו אלביט, אלתא ורפאל".

טאואר-ג'אז ורניקס מדרום קוריאה פיתחו מקמ"ש RF לתחום הרכב

[בתמונה: שבב ייעודי של רניקס לתקשורת V2X]

קבלנית הייצור טאואר-ג'אז (Tower-Jazz) ממגדל העמק הודיעה הבוקר על שיתוף פעולה בתחום הרכב עם חברת הסמיקונדוקטור Ranix מדרום קוריאה, המייצרת מערכות-על-שבב (SoC) לתחום הרכב וה-IoT. במסגרת שיתוף הפעולה, שתי החברות פיתחו מקמ"ש גלי רדיו (RF) למודמים בפתרונות V2X (Vehicle-to-Everything) ולמערכות גבייה אלקטרוניות בכבישי אגרה (ETCS).

רניקס היא החברה היחידה המספקת מודמים לתקשורת V2X ו- ETCSבדרום קוריאה, שהוא שוק הרכב השישי בגודלו בעולם וביתן של יצרניות מובילות כמו יונדאיי וקיה. בתחום מערכות הגבייה האלקטרוניות לכלי רכב, רניס חולשת על כ-90% מהשוק בדרום קוריאה: מודם ה-RF שלה, הפועל בפרוטוקול DSRC (תקשורת קצרת-טווח ייעודית), מותקן במערכות הגבייה האלקטרוניות ברכבי יונדאי, קיה, ג'נרל מוטורס, BMW, אאודי ופולקסוואגן בדרום קוריאה, וכעת בכוונת החברה להתרחב לשוק הרכב הסיני עם הפיתרון המשולב שפותח ביחד עם טאואר-ג'אז ומותאם לסטנדרטים ולרגולציות בסין.

טכנולוגיית V2V צוברת תאוצה גדולה בשנים האחרונות והופכת להיות מרכיב מרכזי במערכות בטיחות לנהג ובמערכות נהיגה אוטונומית. טכנולוגיית V2X מאפשרת להעביר בתקשורת אלחוטית, תוך כדי הנסיעה, נתונים בטיחותיים כגון מהירות, כיוון נסיעה ומיקום בין מכונית ובין מכוניות לאופנועים, הולכי רגל ותשתיות, ולספק מבעוד מועד התראה מפני התנגשות. יתרונה המשמעותי של הטכנולוגיה הוא בכך שהיא מאפשרת לספק למערכות הבטיחות ברכב מידע על מכוניות ומכשולים אחרים שאינם נמצאים "בקו הראייה" של הנהג או מערכות החישה של המכונית, למשל מכונית הנוסעת במהירות גבוהה מעבר לעיקול הכביש.

הפיתוח המשותף עם טאואר-ג'אז בתחום ה-V2X הינו חלק מהאסטרטגיה של רניקס להתרחב עם פיתרון ה-V2X שלה לשווקים נוספים בעולם מחוץ לדרום קוריאה. מנכ"ל רניקס סונג-ווק צ'וי הסביר כי הדרישות בשוק הרכב לתקשורת RF הופכות להיות מורכבות יותר ויותר. "בחרנו בפלטפורמת ה-RF של טאואר-ג'אז, המותאמת לדרישות האיכות בשוק הרכב, מאחר שהיא משלבת בין ביצועים גבוהים לדיוק מעולה.  בשל הביצועים והדיוק הגבוהים שלה."

על רקע ההתפתחות של תחום מערכות עזר בטיחותיות לנהג (ADAS) והפיתוח הטכנולוגי המואץ של  טכנולוגיות חישה לנהיגה אוטונומית, טאואר-ג'אז סימנה בשנתיים האחרונות את תחום הרכב החכם כאחד משווקי היעד האסטרטגיים של החברה, ופיתחה פלטפורמות ייצור ייעודיות לחיישנים ורכיבי תקשורת המותאמים לסטנדרטים של שוק הרכב. החברה כבר הודיעה על שיתופי פעולה עם יצרנית המערכות לרכב היפנית DENSO, יצרנית ה-LiDAR הקנדית LeddarTech ועוד.