logotypen
 
 

IN FOCUS

Suojaa datasi kunnolla

SSD-levyt tarjoavat luontaisesti korkean luotettavuuden kaikentyyppisiin sovelluksiin, aina aloitustason kuluttajalaitteista kriittisiin järjestelmiin. Asianmukaiset tietosuojamekanismit voivat maksimoida levyn käyttöiän toteuttamalla ennaltaehkäiseviä toimenpiteitä tarpeen mukaan, kertoo Silicon Motion artikkelissaan.

Lue lisää...

Epävarmoista taloudellisista ja geopoliittisista näkymistä huolimatta vuosi 2022 osoittautui erinomaiseksi elektroniikka-alan innovointitoiminnan osalta ja sama trendi tuntuu jatkuvan myös kuluvana vuonna IC- ja elektroniikkajärjestelmien suunnittelussa. Tässä artikkelissa nostetaan esiin joitakin alan megatrendejä, joita on syytä tarkastella lähemmin.

Kirjoittaja Joe Sawicki toimii Siemens Siemens Digital Industries Softwarella piirien suunnittelun eli IC EDA:n toimitusjohtajana.

Megatrendi 1 – Järjestelmätoimittajien vertikaalinen integroituminen IC-suunnittelussa

Kymmenen vuotta sitten järjestelmätoimittajat käyttivät IC-piirien tilausvalmistajien kapasiteetista karkeasti arvioiden yhden prosentin verran. Tänä päivänä tuo osuus on noussut jo yli 20 prosenttiin. Yhä useampi järjestelmätoimittaja yhä useammilla teollisuusaloilla kehittää itse käyttämänsä IC-piirit. Miksi?

Järjestelmätoimittajien omaa IC-suunnittelua tukevia megatrendejä on etupäässä kaksi. Ensiksi perustasolla vaikuttavat taloudelliset seikat. Järjestelmän arvosta yhä suuremman osan määrittää puolijohteet, joten on luonnollista, että järjestelmätoimittajien intressissä on lisätä tämän osuuden arvoa omissa IC-suunnitteluissaan.

Toiseksi ja ehkä vielä edellistä tärkeämpänä syynä on mahdollisuus talon sisällä tapahtuvalla IC-suunnittelulla saada aikaan järjestelmiin innovatiivisuuden ja eriytymisen tuomaa lisäarvoa. Kaikki nykyiset kehittyneet elektroniikkajärjestelmät ovat niin sanotusti älykkäitä. Mutta miten sulauttamalla älykkyyttä ja optimoimalla laitteiden suorituskykyä saadaan käytännössä toteutettua laitteisiin älykkyyttä, joka on avaintekijä niin tuotteen erilaistumisessa kuin tuotteen kannattavuusasteen lisäämisessä. Tärkeimpiä esimerkkejä IC-suunnittelua hyödyntämällä saadusta paremmasta järjestelmän arvosta on Apple. Vuosia sitten yhtiö teki päätöksen siirtyä 64-bittiseen tietojenkäsittelyyn ennen kaikkia muita sovellustoimittajia. Syynä siirtymiseen ei ollut pelkästään 64-bittisyyden tuoma lisäys osoiteavaruuteen, vaan saada aikaan entistä tehokkaampi ja vähemmän tehoa kuluttava muistiinosoitus. Toisin sanoen tuli mahdolliseksi toteuttaa matkapuhelimia, jotka toimivat nopeammin ja pidempään kuin kilpailijoiden laitteet. Kilpailijat seurasivat perässä.

Suuri joukko yhtiöitä on siirtymässä tekoälyn ja koneoppimisen käyttöönottoon kaikilla järjestelmäsuunnittelun tasoilla lisätäkseen järjestelmien erilaistumisen astetta ja tehdäkseen järjestelmistään lopulta älykkäämpiä kuin kilpailijoiden tuotteet. Mitä enemmän tekoälystä on tulossa osa edge-pohjaisissa järjestelmissä, sitä selvemmin on nähtävissä, että tämän alueen johtavat yritykset ovat pystyneet entistä paremmin erottautumaan tuotteillaan kehittämällä itse käyttämänsä optimoidut tekoälykiihdyttimet sen sijaan, että olisivat käyttäneet kaupallisia tekoälykiihdytin-IP:itä. Tällä tavoin yritykset voivat optimoida järjestelmänsä toimimaan kokonaisuutena parhaimmalla tavalla tehonkulutuksen ja suorituskyvyn suhteen, ja samalla kilpailijoille tulee entistä vaikeampaa seurata nopeasti perässä.

Megatrendi 2 – Holistinen järjestelmäsuunnittelu (elektroniikan konvergenssi, mekaniikan ja ohjelmoinnin maailmat monipuolisina digitaalisina kaksosina)

Edellä mainittuja älykkäämpiä elektroniikkajärjestelmiä kehitetään yhä useammin reaalimaailman järjestelmäympäristöissä. Ovatpa kysymyksessä sellaiset sovellukset kuin autonominen ajaminen, 5G-verkot tai chip-to-cityn tyyppiset aloitteet, joissa tiedetään etukäteen, miten järjestelmä käyttäytyy (suhteessa odotuksiin), saadaan tuotteisiin lisää eroja hyödyntämällä reaalimaailmasta tulevia ja reaalimaailmaan lähteviä syötteitä. Kaksi suurinta IC-alan haastetta täydellisen autonomisen ajamisen toteuttamiseksi ovat tehonkulutuksen hallinta ja tarvittavan prosessointitehon määrän määrittäminen, kun järjestelmä liikkuu monimutkaisessa reaalimaailmassa.

Toisaalta nämä haasteet voimistavat tarvetta soveltaa monipuolisia digitaalisia kaksosia, joilla pystytään mallintamaan monimutkaisten sähkömekaanisten järjestelmien toimintaa monimutkaisissa reaalimaailman mukaisissa ympäristöissä. Täysin autonomisessa ympäristössä tämän monimutkaisen ohjelmistoilla ohjattavan sähkömekaanisen järjestelmän on toimittava muiden järjestelmien muodostamassa suuremmassa verkossa – osana monimutkaista ekosysteemiä. Se on perusteellisesti testattava virtuaalimaailmassa ennen kuin sitä testataan reaalimaailmassa ja otetaan kaupallisesti käyttöön. Tällä saralla on tulossa fokusta ja saavutuksia koskevia uutisia lähimmän vuoden aikana.

Megatrendi 3 – 3D IC:stä tulossa valtavirtaa ja chipletit kiinnostuksen kohteena

3D IC -suunnittelu etenee monilla tasoilla. IC-tasolla sen avulla piirivalmistajat voivat kehittää yhä pienempiä sirukokoja niin, että piirien saanto samalla paranee puolijohdekiekkoa kohti, koska satunnaisten vikojen haitallisten vaikutusten osuus piireihin pienenee. Järjestelmätasolla 3D IC mahdollistaa piirivalmistajille hyödyntää minityriasointia monipuolisesti ja vähentää materiaalikustannuksia. Mutta mikä vielä tärkeämpää, 3D IC mahdollistaa suunnittelussa sijoittaa tai koota eri tyyppisiä IC-piirejä ja SoC-piirejä, analogisia IC-piirejä ja muistipiirejä (toteutettuna niiden prosessisolmulle sopivimmalla tavalla) siten, että saadaan järjestelmätasolla parempi suorituskyky ja toiminnallisuus kuin mitä on mahdollista saavuttaa perinteisillä PCB- ja SoC-kokoonpanoilla.

Suunnittelijat ovat havahtumassa siihen, että 3D IC antaa ratkaisuja järjestelmäarkkitehtuurin asettamiin haasteisiin. Tällöin tarvitaan järjestelmätason suunnittelua useille erilaisille substraateille ja integroituja suunnitteluratkaisuja, joissa on IC-, kotelo- ja PCB-tason suunnittelua, analyysiä ja testausta – ei pelkästään kullakin tasolla (IC, välitysalusta, kotelo ja PCB) erikseen, vaan myös kaikkien tasojen yhdistelmänä holistisesti kokonaisuus huomioon ottaen.

Tarvetta on myös ratkaisulle, jossa otetaan huomioon mekaanista kestävyyttä, toimitusketjuja ja jäljitystä koskeva data ja sen keskitetty hallinta. Onkin syytä huolellisesti tutkia markkinoiden tarjontaa, jotta saa käsityksen, mitkä toimittajat tarjoavat edistyneimmän holistisen 3D IC -ratkaisun, tarvittavine siruineen, välitysalustoineen, kotelosta PCB:lle -suunnitteluineen, analyyseineen ja testeineen sekä mekaanisine, toimittajakohtaisine ja yrityskohtaisine elementteineen.

Samalla kun 3D-piireistä on tulossa valtavirtaa, alan toimijoiden keskuudessa on laaja yhteisymmärrys aikaan saada uusi teollisuusstandardi chiplet-siruille – pienille IC-piireille, jotka on helposti liitettävissä 2,5D IC -suunnittelujen välitysalustoille tai kasata toistensa päälle 3D-kokoonpanoiksi (eräänlaisiksi puolijohteista koostuviksi legopalikoiksi). Standardityöryhmiä kuten UCIe on perustettu vuonna 2022 kehittämään ekosysteemejä, joiden tavoitteena on tehdä chiplet-siruista täysin kytke ja käytä (plug and play) -yhteensopivia. EDA-toimittajille on välttämätöntä olla aktiivisesti mukana näissä kehitysponnisteluissa, jotta voidaan taata, että IC-työkalut tukevat standardinmukaisten, liitäntävalmiiden chipletien ja myös niistä koostuvien laajempien 3D IC -ratkaisujen suunnittelua. Suunnittelualalla on edessään paljon haasteita ja toivottavasti IP-alan muodostumisen alkuvaiheen vastoinkäymisistä 1990-luvun lopulla viisastuneena nyt päästään nopeasti määrittämään chiplettejä koskevat muodolliset standardit, jotka edesauttavat alan eteenpäinmenoa ja synnyttävät 3D IC -integraation puskemana uusia järjestelmäinnovaatioita.

Megatrendi 4 – Tekoäly ja koneoppiminen nyt kaikissa EDA-työkaluissa ja uusia EDA-innovaatioita tulossa

Nyt on selvää, että tekoälystä ja koneoppimisesta on tullut merkittäviä algoritmisia työkaluja, joita EDA-toimittajat hyödyntävät ratkaistessaan asiakkaiden ongelmia. Näkökulmat vaihtelevat todellisesta innovaatiotoiminnasta – kehittämällä tuotteita, joita ei aikaisemmin ole voitu toteuttaa – pienempiin kehitysaskeleisiin, joissa tekoälyn ansiosta saadaan ratkaistua aiemmin esteenä olleita ongelmia.

Esimerkkinä jälkimmäisestä voidaan mainita se, että EDA-toimittajat käyttävät tekoälyä ja koneoppimista korjaamaan työkaluissaan olevia puutteita siinä tapauksessa, kun työkalut eivät ole luonnostaan tietyn piirivalimon prosessisääntöjen mukaisia. On odotettavissa, että tämän kaltainen tekoälyn ja koneoppimisen käyttö jatkuu ja että siitä on tulossa normaali osa suunnittelutyökalujen kokonaisuutta.

On mielenkiintoista nähdä, aletaanko tekoäly ja koneoppiminen nähdä osana yhä yleistyvää ajattelutapaa, jossa tavoitteena ei ole ainoastaan tehokkaasti suoritettu nopea analyysi eikä nopeasti suoritettu suunnittelun alan tutkimus, vaan tavoitteena on työkalu, joka mahdollistaa todellisten suunnittelujen tekemisen, kuten generatiivisen mekaniikkasuunnittelun. Vielä ollaan aikaisessa vaiheessa, mutta jotain on luvassa jo tänä vuonna.

MORE NEWS

Jättirahoitus GenAI-softakehitykseen

Business Finland on myöntänyt Jyväskylän yliopistolle merkittävän, 840 000 euron rahoituksen tutkimushankkeelle, jonka tavoitteena on tutkia generatiivisen tekoälyn (GenAI) hyödyntämistä ohjelmistokehityksen eri vaiheissa. Hanke kantaa nimeä Generative AI for the Software Development Life Cycle, ja sen kokonaisbudjetti Jyväskylän yliopiston osalta on 1,2 miljoonaa euroa, josta 30 prosenttia katetaan yliopiston omarahoituksella.

Raidejokerin lähestymisestä varoitetaan sanallisesti

Helsingin kaupungin innovaatioyhtiö Forum Virium Helsinki on käynnistänyt vuoden mittaisen pilottikokeilun, jossa testataan uudenlaista varoitusjärjestelmää Viikin pikaraitiotien ylityspaikalla. Järjestelmä varoittaa jalankulkijoita ja pyöräilijöitä sekä äänimerkein että sanallisesti lähestyvästä raidejokerin junasta.

Ensimmäistä kertaa grafiikka- ja AI-laskenta samalla RISC-V-prosessorilla

Imagination Technologies on esitellyt uuden E-Series-arkkitehtuurin, joka yhdistää grafiikka- ja tekoälylaskennan ensimmäistä kertaa samaan RISC-V-prosessoriin pohjautuvaan IP-lohkoon. Uutuus avaa tietä tehokkaammille, joustavammille ja energiaa säästäville reunalaitteille – älypuhelimista robottiautoihin.

Aurinkokennokalvo voi tehdä rakennuksista sähköntuottajia

Rakennusten ikkunat ja julkisivut voivat tulevaisuudessa toimia sähköntuottajina, kiitos Luulajan teknillisen yliopiston tutkimukselle. Uudenlainen ohut aurinkokennokalvo yhdistää sähköntuotannon, ympäristöystävällisyyden ja läpinäkyvyyden – ilman kompromisseja rakennusten estetiikassa tai luonnonvalon hyödyntämisessä.

Kenelle Samsungin veitsenterävä uutuus on tarkoitettu?

Samsungin odotettu Galaxy S25 Edge on virallisesti julkaistu, ja 5,8 millimetrin paksuisena se ottaa haltuunsa tittelin "maailman ohuimpana täysiverisenä älypuhelimena". Kyse on hienosta insinööritaidon näytöstä: titaanirunko, keraaminen lasi ja huipputason kamera- sekä tekoälyominaisuudet on mahdutettu hämmästyttävän solakkaan koteloon.

Selain on yritysten tietoturvan sokea piste

Yritykset nojaavat yhä enemmän verkkoselaimiin päivittäisessä työssään, mutta samalla altistuvat vakaville tietoturvauhille. NordLayerin kyberturva-asiantuntijan mukaan perinteiset selaimet muodostavat tietoturvan sokean pisteen, jota on vaikea valvoa ja suojata – erityisesti pienemmissä organisaatioissa, sanoo NordLayerin asiantuntija Edvinas Buinovskis.

FakeUpdates vaikutti 6 prosentissa organisaatioita

Tietoturvayritys Check Point Software Technologies on julkaissut huhtikuun 2025 haittaohjelmakatsauksensa. Raportin mukaan FakeUpdates jatkoi maailman yleisimpänä haittaohjelmana, vaikuttaen 6 prosenttiin organisaatioista maailmanlaajuisesti. Suomessa sen esiintyvyys oli 4,02 prosenttia.

Yksi ainoa molekyyli parantaa kennon suorituskykyä 0,6 prosenttia – ja sillä on merkitystä

Uusi kansainvälinen tutkimus osoittaa, että synteettinen molekyyli nimeltä CPMAC voi merkittävästi parantaa perovskiittipohjaisten aurinkokennojen tehokkuutta ja käyttöikää. Vaikka hyötysuhde parani vain 0,6 prosenttia, sillä on todellista merkitystä: suuressa mittakaavassa, kuten yhden gigawatin aurinkovoimalassa, se voi tuottaa tarpeeksi lisäenergiaa jopa 5000 kotitaloudelle.

Intel katkaisee linkin grafiikan ja CPU:n väliltä

Intel on virallisesti lopettanut Deep Link -teknologiansa kehityksen ja tuen, lopettaen näin kunnianhimoisen yrityksen yhdistää prosessorin ja näytönohjaimen voimat tiiviimmäksi kokonaisuudeksi.

Autojen tutkapiiri kutistui, teho kasvoi kaksinkertaiseksi

NXP Semiconductors on julkaissut uuden sukupolven tutkapiirin, joka mullistaa autonomisten ajoneuvojen tutkajärjestelmät. Uusi S32R47-imaging-tutkaprosessori tarjoaa jopa kaksinkertaisen suorituskyvyn edeltäjäänsä verrattuna ja mahtuu silti 38 prosenttia pienempään fyysiseen tilaan.

Vuoden lopulla jo 240 watin USB-lataus suoraan pistokkeesta

Pistorasiaan integroitava USB-lataus on siirtymässä täysin uudelle aikakaudelle. Brittiläinen tehoelektroniikkayritys Pulsiv on kehittänyt ensimmäisen valmiin ratkaisun, joka mahdollistaa jopa 240 watin USB-C-latauksen suoraan tavallisesta seinäpistokkeesta. Kyseessä on merkittävä tekninen läpimurto, joka voi muuttaa tapaa, jolla kannettavat tietokoneet, älypuhelimet ja jopa pienet kodinkoneet tai sähkötyökalut ladataan kotona ja työpaikoilla.

Omdia: Puolijohteet uuteen ennätykseen

Vuosi 2024 oli puolijohdeteollisuudelle historiallinen, sillä alan liikevaihto nousi Omdian mukaan 25 prosenttia edellisvuodesta ja ylsi ennätykselliseen 683 miljardiin dollariin. Kasvun moottorina toimi erityisesti tekoälyyn liittyvä kysyntä, joka nosti muistipiirien myynnin huikeaan 74 prosentin kasvuun.

Uusi standardi parantaa Bluetoothin tietoturvaa

Bluetooth-teknologia on saanut merkittävän päivityksen, joka parantaa käyttäjien yksityisyyttä ja laitteiden virrankulutusta. Bluetooth Special Interest Group (SIG) on julkaissut uuden Bluetooth Core Specification 6.1 -version, jossa keskeisenä uutuutena on satunnaistettu laiteosoitteiden päivitys – askel kohti vaikeammin jäljitettävää langatonta viestintää.

Tesla kiertää työsaartoa Ruotsissa suomalaisyrityksen kautta

Tesla on ajautunut erikoiseen selkkaukseen Ruotsin ay-liikkeen kanssa, ja yhtiö on nyt ryhtynyt kiertämään työtaistelutoimia suomalaislähtöisen yrityksen avulla. Kyseessä on ahvenanmaalainen ACS-konserni (Automation & Charger Solar), joka on aloittanut Teslan superlatureiden asennukset Ruotsissa kesken laajaa ay-liikkeen tukemaa saartoa.

Tehoelektroniikan PCIM oli suurempi kuin koskaan aikaisemmin

Nürnbergissä tällä viikolla järjestetty PCIM Expo & Conference 2025 ylitti odotukset niin laajuudeltaan kuin sisällöltään. Tapahtuma kasvoi tänä vuonna kuuteen näyttelyhalliin ja kattoi yhteensä 41 500 neliömetriä – enemmän kuin koskaan aiemmin. Näyttely houkutteli paikalle 685 näytteilleasettajaa ja noin 16 500 kävijää eri puolilta maailmaa.

Tuki uudelle USB4:lle laajenee

Testaus- ja simulaatiojärjestelmistään tunnettu Keysight Technologies on julkaissut päivitetyn version System Designer for USB -työkalustaan. Uusin versio tukee nyt USB4 v2-standardia, mikä mahdollistaa uusimpien USB-teknologioiden hyödyntämisen jo suunnitteluvaiheessa.

Python jyrää: Suosio ennätyslukemissa

Python ei ole vain suosituin ohjelmointikieli maailmassa – se on nyt suositumpi kuin yksikään kieli yli 20 vuoteen. Samalla kieli kehittyy entisestään, sillä toukokuussa julkaistu Python 3.14 -beta tuo mukanaan nipun merkittäviä uudistuksia, jotka tekevät kielen käytöstä entistäkin miellyttävämpää ja tehokkaampaa.

RedCap vie IoT:n todelliseen 5G-aikaan

5G RedCap -teknologia on suunniteltu kuromaan umpeen kuilua energiatehokkaiden ja erittäin nopeiden verkkojen välillä, avaten tien uuden sukupolven IoT-laitteille. Tutustu, miten tämä teknologia mullistaa 5G-ekosysteemin ja vie IoT-sovellukset täysin uudelle tasolle.

Infineon sai vihreää valoa Dresdenin uudelle tehtaalle

Infineon Technologies on saanut Saksan liittovaltion talousministeriöltä lopullisen rahoituspäätöksen uuden, huipputeknologiaan keskittyvän puolijohdetehtaan rakentamiseksi Dresdeniin. Yritys investoi Smart Power Fab -nimiseen tuotantolaitokseen yli viisi miljardia euroa omia varojaan. Hanke tuo arviolta 1000 uutta työpaikkaa alueelle.

Nokian uusi kuituratkaisu korvaa kuparikaapelit

Nokia on julkistanut uuden Aurelis Optical LAN -ratkaisunsa, joka tarjoaa yrityksille kehittyneen ja pitkäikäisen vaihtoehdon perinteisille kuparipohjaisille lähiverkoille. Uusi kuitutekniikka vähentää merkittävästi kaapelointia ja energiankulutusta, tarjoten samalla huippunopeaa ja luotettavaa verkkoyhteyttä tulevaisuuden tarpeisiin.

RedCap vie IoT:n todelliseen 5G-aikaan

5G RedCap -teknologia on suunniteltu kuromaan umpeen kuilua energiatehokkaiden ja erittäin nopeiden verkkojen välillä, avaten tien uuden sukupolven IoT-laitteille. Tutustu, miten tämä teknologia mullistaa 5G-ekosysteemin ja vie IoT-sovellukset täysin uudelle tasolle.

Lue lisää...

Selain on yritysten tietoturvan sokea piste

Yritykset nojaavat yhä enemmän verkkoselaimiin päivittäisessä työssään, mutta samalla altistuvat vakaville tietoturvauhille. NordLayerin kyberturva-asiantuntijan mukaan perinteiset selaimet muodostavat tietoturvan sokean pisteen, jota on vaikea valvoa ja suojata – erityisesti pienemmissä organisaatioissa, sanoo NordLayerin asiantuntija Edvinas Buinovskis.

Lue lisää...

 

Tule tapaamaan meitä tulevissa tapahtumissamme.
R&S-seminaareihin saat kutsukirjeet ja uutiskirjeet suoraan sähköpostiisi, kun rekisteröidyt sivuillamme.
 
R&S -seminaari: 6G
Oulussa 13.5.2025 (rekisteröidy)
Espoossa 14.5.2025 (rekisteröidy)
 
R&S -seminaari: Calibration
Tampereella 22.5.2025 (rekisteröidy)
 
R&S -seminaari: Aerospace & Defence Testing
Tampereella 5.6.2025. Tiedustelut asiakaspalvelu@rohde-schwarz.com
 

 

LATEST NEWS

NEW PRODUCTS

 
 
article