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          22FDX制程為AR技術(shù)帶來重大變革

          作者: Gary Dagastine 時間:2021-04-22 來源:CTIMES 收藏

          擴增實境()與混合實境(MR)科技來到歷史性的轉(zhuǎn)折點。而格羅方德()與Compound Photonics(CP,又稱CP Display)近期宣布的策略合作關(guān)系,將進一步推動其發(fā)展。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202104/424715.htm

          兩家公司將共同合作,改變/MR的系統(tǒng)核心:近眼微型顯示器的運作原理。CP的IntelliPix平臺將使用GF等級最高的制程半導體解決方案,打造全世界第一款實時/MR專用單芯片微型顯示器,像素可降至2.5微米。這款可廣泛運用的光調(diào)變背板/視訊管線,延展出從目前的振幅式液晶覆硅(LCoS)制程技術(shù)、microLED到全像顯示的發(fā)展藍圖,提供實時AR/MR系統(tǒng)所需的性能。



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          圖一

          此款單芯片解決方案能夠廣泛且彈性的運用,可同時支持CP現(xiàn)有的液晶覆硅(LCoS)技術(shù)與即將推出的microLED顯示技術(shù)。

          IntelliPix的構(gòu)思僅啟動顯示指定圖像所需的像素,而非持續(xù)刷新顯示器中的所有像素。未使用像素區(qū)域不只可以節(jié)省電力,亦可提升圖像的畫質(zhì)與亮度、增加刷新率速度,最重要的是讓AR眼鏡具備更多先進功能與高性能、縮小體積、減輕重量,并且在單次充電后能有更長的續(xù)航時間。

           IntelliPix結(jié)構(gòu)整合了CP專利視訊管線,藉由軟件編程背板動態(tài)控制像素,由驅(qū)動電路提供必要功率,并依據(jù)頭部動作與其他環(huán)境條件做出及時反饋。到目前為止,完成此項技術(shù)需要多個芯片,但是新一代的AR眼鏡需要的是更為簡單、高性能、小體積、低功耗的單芯片設(shè)計。

           

          自然而然的最佳選擇

          GF產(chǎn)業(yè)暨多市場部門副總裁Ed Kaste表示,GF的解決方案具備多種優(yōu)勢,自然而然成了最佳選擇。科技擁有比其他平面技術(shù)更高密度的靜態(tài)隨機存取內(nèi)存(SRAM),而SRAM的密度又直接影響到像素密度,讓IntelliPix能相當?shù)目s小像素尺寸。此高性能且高度整合的解決方案能打造更時尚、輕巧的AR眼鏡。此外,22FDX利用基底偏壓控制優(yōu)化像素開關(guān)性能,呈現(xiàn)更好的像素開關(guān)狀態(tài):當一個像素開啟時,它的亮度更高,當它關(guān)閉時,是處于完全關(guān)閉狀態(tài),進一步節(jié)省了功耗與熱效應(yīng)。

          22FDX技術(shù)中的自適基體偏壓(ABB)在設(shè)計人員微調(diào)電路的晶體管閾值電壓時,提供了更高的精準度,更有效的優(yōu)化芯片性能、能源效率、面積和可靠性,以符合特定應(yīng)用的需求。

          Kaste同時表示,22FDX技術(shù)也讓CP能夠為客戶整合其智慧財產(chǎn)(IP)以及部分微型顯示器結(jié)構(gòu)所需的高壓電裝置到設(shè)計中。相較于其他技術(shù),我們現(xiàn)有的參考設(shè)計與生態(tài)系統(tǒng)資源減少了開發(fā)過程的困難度。

           

          該技術(shù)預計今年底下線,樣品將于2022年第一季交付予CP的客戶。

           

          來自大自然的靈感

          自2016年開始,CP利用其LCoS顯示器與進階電子驅(qū)動結(jié)構(gòu)智財組合,開始將其微型顯示器的開發(fā)集中在AR/MR與抬頭顯示器。在目前的平臺上,CP的顯示器已擁有當前所知領(lǐng)域中最小的像素間距,具備最高的光學效率、最低的顯示延遲與最高的幀率效能。

          CP聯(lián)合CEO Edmund Passon表示,當時擁有微型顯示器子系統(tǒng)-光調(diào)節(jié)器、背板和驅(qū)動器幫助CP獲得更多的優(yōu)勢。但近期,他開始思考其光學系統(tǒng)在直接接收信息時,會如何運作。視網(wǎng)膜接收的光學信號在抵達大腦之前,會分裂成多個渠道,并進行預先處理,而這個過程類似壓縮,且不須重新發(fā)送大腦已經(jīng)獲取的訊息。因而了解到為了達到所尋求的新一代AR/MR眼鏡的性能,必須反向達成類似的事情,以減少帶寬和相關(guān)的功耗,同時維持既有的性能。這意味著CP能盡可能地只發(fā)送變化中的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù),以使用最低的功耗來達到高性能的運作中目標/像素?!?/span>

          Edmund Passon說,IntelliPix結(jié)構(gòu)特點在于劃分了單芯片系統(tǒng)(SOC)和顯示器子系統(tǒng)的制程。CP的客戶所制造的兼容渲染管線,可以藉由這項功能充分優(yōu)化實時AR/MR系統(tǒng)。但是原先CP采用的28奈米制程半導體科技并不能滿足這項需求,直到IntelliPix使用智能像素的突破性設(shè)計,搭配22FDX技術(shù),成功地實現(xiàn)了這個結(jié)果。

          Passon說明:「我們目前的多芯片背板結(jié)構(gòu)是由需要帶寬的1位像素組成。我們起初從28奈米開始,但是為了要在智能像素下,能達到符合IntelliPix邏輯所需的像素尺寸,我們需要GF 22FDX解決方案的頂級性能、能源效率與廣泛的功能整合能力。此外,展望未來,我們目前的像素尺寸是3.015微米,但是藉由IntelliPix結(jié)構(gòu)的功能組合,我們可以將像素尺寸降低至最多2.5微米。這為設(shè)計如拜耳(Bayer)像素網(wǎng)格這樣像素數(shù)較低的microLED顯示器開啟潛在可能。再者,適當?shù)貏澐治⑿惋@示器與SOC視訊管線/成像管線能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化的功率/性能平衡。因此,任何單芯片解決方案的可擴展性都是至關(guān)重要的,而22FDX技術(shù)正符合這個要素。」 

           

          獨特的合作關(guān)系

          GF穿戴裝置、智能居家暨機器視覺產(chǎn)品部門產(chǎn)品經(jīng)理Ran (Ruby) Yan表示,與CP合作不僅是因為其創(chuàng)新的軟硬件科技,更是因為這家公司展現(xiàn)了廣泛的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)價值。始終以最困難的挑戰(zhàn)為目標,這不僅可以為業(yè)界帶來進步,并為生活帶來重大的正向改變。

          Yan認為,GF擁有顯示驅(qū)動器的經(jīng)驗,以及背板技術(shù)的整合,還有做為智能型手機、汽車和醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用的獨立IC,都為合作關(guān)系帶來了強大的幫助。她表示GF正在使用基準22FDX平臺,而這也是原先正在進行的工作的延伸。例如:客制化需求須在光學互聯(lián)加入部分獨特的功能,亦會影響產(chǎn)線流程的后端。

           

          顯示器的未來

          Kaste說,顯示器會是GF的發(fā)展重點。因為它們能為公司各個事業(yè)體帶來應(yīng)用的成長。在這個產(chǎn)品發(fā)展中所展示的成果和獲取的經(jīng)驗,都能為顯示器科技和顯示器價值鏈帶來革命性的推動。他詢問CP的Passon關(guān)于22FDX技術(shù)可以為AR/MR眼鏡以外的應(yīng)用帶來什么?



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          圖二

          Passon說:「這是一個很棒的問題。自從我們開始使用22FDX技術(shù),新的想法開始活躍了起來。例如,我們可想象使用22FDX技術(shù)優(yōu)化影像墻性能的可能。LEDs的尺寸都不盡相同,但是IntelliPix的最高負載循環(huán)所能提供的支持,讓你可以放置任意數(shù)量與尺寸的顯示圖塊來拼接成一個壁掛式電視。」

          Passon繼續(xù)說道:「此外,多年來,我們已經(jīng)在全像攝影上投入了很多心力,而IntelliPix平臺與22FDX技術(shù)的高性能,大大的滿足了這個需求。我們認為對于在汽車AR抬頭顯示器中,在3D空間里放入全像攝影,提升駕駛的意識與反應(yīng)能力,是個絕佳的機會。實際上,鑒于當前計算機全相片(CGH)所需的計算/功率,汽車部門在近期特別鐘情于全像攝影應(yīng)用。CGH計算領(lǐng)域具有減少功率的潛在可能,IntelliPix已經(jīng)能夠輕松整合這些系統(tǒng),以產(chǎn)出最佳保真度的全像攝影?!?

          Passon表示,未來有許多新穎且令人興奮的可能,而要實現(xiàn)這個目標,在整個業(yè)界仍有大規(guī)模的技術(shù)問題需要克服。MicroLED顯示器在技術(shù)上與經(jīng)濟上能夠符合現(xiàn)實需求以前,這個產(chǎn)業(yè)必須找到將目前的像素化外延制造流程商業(yè)化的方法。同時,我們必須找到減少全像攝影計算所需功率的方法。

          然而,目前AR/MR科技正處于重大變革的邊緣,CP和GF的策略合作關(guān)正是讓愿景實現(xiàn)的關(guān)鍵角色。




          關(guān)鍵詞: 22FDX AR GlobalFoundries

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