Para Ilmuwan Mengungkapkan Chip FD‑SOI Berdaya Sangat Rendah yang Meningkatkan Efisiensi Perangkat AI

INSIDER Elektronik &Sensor

Profesor Massimo Alioto, Direktur lab gabungan FD-fAbrICS, berbicara kepada peserta dari industri dan komunitas riset untuk berbagi perkembangan terkini dalam teknologi FD-SOI pada pameran industri yang diadakan pada tanggal 3 Mei. (Gambar:lab gabungan FD-fAbrICS)

Para peneliti dari NUS, bersama dengan mitra industri Soitec dan NXP Semiconductors, telah mendemonstrasikan sistem silikon kelas baru yang menjanjikan peningkatan efisiensi energi perangkat yang terhubung dengan AI dengan pesat. Terobosan teknologi ini akan meningkatkan kemampuan industri semikonduktor secara signifikan di Singapura dan sekitarnya.

Inovasi ini telah dibuktikan dalam teknologi full-depleted silikon-on-insulator (FD-SOI) dan dapat diterapkan pada desain dan fabrikasi komponen semikonduktor canggih untuk aplikasi AI. Teknologi chip baru ini berpotensi memperpanjang masa pakai baterai perangkat wearable dan smart object hingga 10 kali lipat, mendukung beban kerja komputasi yang intens untuk digunakan dalam aplikasi Internet of Things, dan mengurangi separuh konsumsi daya yang terkait dengan komunikasi nirkabel dengan cloud.

Rangkaian baru teknologi chip disruptif akan dipromosikan melalui Konsorsium Industri FD-SOI &IoT untuk mempercepat adopsi industri dengan menurunkan hambatan desain untuk masuk dalam chip FD-SOI. Lokakarya industri bertajuk “Sistem FD-SOI hemat energi generasi berikutnya" diadakan pada tanggal 3 Mei 2024 bagi peserta dari industri dan komunitas riset untuk berbagi dan mendiskusikan perkembangan terkini dalam teknologi FD-SOI dan memamerkan kemampuan baru melalui demonstrasi canggih.

"Perangkat IoT seringkali beroperasi dengan anggaran daya yang sangat terbatas, sehingga memerlukan daya rata-rata yang sangat rendah untuk melakukan tugas-tugas rutin seperti pemantauan sinyal fisik secara efisien. Pada saat yang sama, kinerja puncak yang tinggi dituntut untuk memproses peristiwa sinyal sesekali dengan algoritma AI yang intensif secara komputasi. Penelitian kami secara unik memungkinkan kami untuk secara bersamaan mengurangi daya rata-rata dan meningkatkan kinerja puncak," kata Profesor Massimo Alioto, dari Departemen Teknik Listrik dan Komputer NUS College of Design and Engineering dan Direktur FD-fAbrICS (FD-SOI) Laboratorium gabungan Sistem Cerdas &Terhubung yang Selalu Aktif, tempat rangkaian teknologi baru dirancang.

"Aplikasinya sangat beragam dan mencakup kota pintar, bangunan pintar, Industri 4.0, perangkat yang dapat dikenakan, dan logistik cerdas. Peningkatan energi luar biasa yang diperoleh dalam program FD-fAbrICS merupakan terobosan dalam bidang perangkat AI bertenaga baterai, karena perangkat tersebut pada akhirnya memungkinkan kita untuk memindahkan kecerdasan dari cloud konvensional ke perangkat miniatur cerdas," kata Prof Alioto, yang juga mengepalai grup Green IC (www.green-ic.org) di Departemen Teknik Elektro dan Komputer.

Penelitian yang dilakukan oleh laboratorium gabungan NUS FD-fAbrICS menunjukkan bahwa teknologi chip FD-SOI mereka dapat diterapkan dalam skala besar dengan peningkatan desain dan produktivitas integrasi sistem untuk biaya yang lebih rendah, jangkauan pasar yang lebih cepat, dan adopsi industri yang cepat.

“Inovasi ini berpotensi mempercepat waktu pemasaran bagi para pemain kunci di ekosistem semikonduktor Singapura,” kata Prof Alioto. "Kami berharap dapat memfasilitasi penerapan dan penerapan teknologi desain kami dalam skala besar melalui Konsorsium Industri FD-SOI &IoT. Hal ini merupakan kontribusi yang signifikan terhadap industri AI dan semikonduktor di Singapura, karena hal ini memungkinkan keunggulan kompetitif sekaligus mengurangi biaya pengembangan sistem FD-SOI secara keseluruhan."

Terobosan penelitian dari laboratorium gabungan NUS FD-fAbrICS memanfaatkan gabungan keahlian dan kemampuan NUS dari berbagai domain, seperti sirkuit digital (Prof Massimo Alioto), komunikasi nirkabel (Assoc Prof Heng Chun Huat), arsitektur sistem (Asst Prof Trevor Carlson), dan model AI (Prof Li Haizhou). Para pemimpin industri seperti Soitec, NXP, dan Dolphin Design berkontribusi pada upaya penelitian di laboratorium bersama tersebut, yang juga didukung oleh Badan Sains, Teknologi, dan Penelitian.

Tim peneliti NUS kini sedang mempertimbangkan untuk mengembangkan kelas baru sistem silikon cerdas dan terhubung yang dapat mendukung ukuran model AI yang lebih besar (model besar) untuk aplikasi AI generatif. Desentralisasi komputasi AI yang dihasilkan dari cloud ke perangkat terdistribusi akan secara bersamaan menjaga privasi, meminimalkan latensi, dan menghindari banjir data nirkabel saat banyak perangkat hadir secara bersamaan.

Lokakarya industri ini, yang mempelajari kemajuan terkini dan penerapan teknologi FD-SOI, bertujuan untuk menumbuhkan lingkungan berbagi pengetahuan serta mengkatalisasi kolaborasi dalam, dan antara, komunitas riset FD-SOI dan industri semikonduktor di Singapura yang bekerja pada sistem silikon cerdas dan terhubung.

Tujuan lain dari lokakarya ini adalah untuk memfasilitasi adopsi FD-SOI secara cepat dan menurunkan hambatan desain untuk masuk, dengan berbagi hasil penelitian dari laboratorium gabungan FD-fAbrICS. Pembicara dari Soitec, GlobalFoundries, NXP, dan tim peneliti NUS FD-fAbrICS berbagi perspektif mereka mengenai perkembangan teknologi terkait saat ini — misalnya, di bidang manufaktur dan desain microchip — serta teknologi disruptif di masa depan untuk sistem AI berdaya sangat rendah generasi berikutnya.

Konsorsium FD-SOI &IoT didirikan untuk memperluas dampak laboratorium gabungan NUS FD-fAbrICS pada ekosistem semikonduktor di Singapura. Soitec dan NXP adalah anggota pendiri Konsorsium.

Anggota konsorsium akan memiliki akses ke IP dan metodologi desain FD-SOI yang inovatif, yang akan membantu mempercepat siklus pembuatan prototipe dan pengembangan generasi berikutnya dengan proses yang sangat hemat energi, terutama di bidang chip yang terhubung dengan AI yang berkembang pesat.

Konsorsium FD-SOI &IoT akan mendukung kebutuhan jangka pendek industri akan pemetaan jalan teknologi yang cepat dan percepatan siklus inovasi. Pada saat yang sama, untuk memastikan skalabilitas dan diferensiasi yang berkelanjutan di seluruh anggota Konsorsium dalam jangka panjang, teknologi yang dikembangkan melalui sinergi dengan mitra industri FD-fAbrICS akan diperluas lebih lanjut oleh beberapa anggota Konsorsium.

Sumber