Indie Semiconductor Customized Mikrocontroller - kein Witz!

Der Erfolg gibt Donald McClymont und Paul Hollingworth Recht: Kundenspezifische Mikrocontroller sind gefragt. (Bild: Markt&Technik)

Mikrocontroller gibt es in Hülle und Fülle. Kaum vorstellbar, dass daneben auch noch ein Hersteller Platz hat, der Mikrocontroller nach Kundenwunsch realisiert. Aber genau das macht Indie Semiconductor seit zehn Jahren und mit viel Erfolg.

Die Idee, kundenspezifische Prozessoren/Controller auf den Markt zu bringen, ist nicht neu. Doch bisher waren solche Versuche immer zum Scheitern verurteilt. Was macht Indie also anders? Donald McClymont, Mitbegründer und CEO von Indie Semiconductor, sieht mehrere Unterschiede. So basierten die früheren Versuche oft darauf, dass die kundenspezifische Anpassung über die Programmierung von zwei/drei Metalllagen durchgeführt wurde. »Bei uns handelt es sich dagegen um wirkliche Full-Custom-Lösungen, die sich dank unseres speziellen Ansatzes schon bei relativ niedrigen Stückzahlen lohnen.«

McClymont erläutert: »Wir setzen nicht auf kleinste Prozessgeometrien. Und genau die waren es, die die ASICs schlussendlich in die Knie gezwungen haben, weil mit den kleinen Strukturen die Entwicklungskosten einfach viel zu hoch wurden. Solch ein Design hat sich nur noch gerechnet, wenn damit ein riesiger Markt bedient werden konnte«, so McClymont weiter. Indie nutzt ältere Prozesse, die deutlich günstiger sind, wobei ältere Technologien hier Strukturen von 0,35 oder 0,18 µm umfassen. Diese Prozesse zeichnen sich einerseits durch relativ niedrige Maskenkosten aus, sind aber andererseits auch schon sehr leistungsfähig. McClymont: »Wir können einen Full-Custom-Maskensatz für weniger als 20.000 Dollar realisieren, also vergleichbar mit einer Leiterplattenentwicklung mit 10 bis 20 Lagen.«

Und Paul Hollingworth, Executive Vice President Sales and Marketing von Indie Semiconductor, fügt hinzu: »Es ist richtig, heute gibt es keinen Markt für digitale ASICs mehr. Aber das ist ja auch nicht unser Geschäft, wir fertigen vielmehr kundenspezifische Mikrocontroller.«

Neben der Tatsache, dass heute leistungsfähige Technologien kostengünstig verfügbar sind, setzt Indie Semiconductor aber auch noch auf einen entscheidenden Punkt, der schlussendlich den Erfolg möglich macht: Die kundenspezifischen Controller sind SiPs (System in Package), bestehend aus dem Controller-Chip mit Speichern und einem Peripherie-Chip.

Die vorgefertigten MCUs umfassen nur den Prozessorkern – bei Indie entweder ein Cortex-M0 oder ein Cortex-M4 – und die dazugehörigen Speicherblöcke (Flash und RAM). Diese ICs werden mit kleineren Strukturen gefertigt, um möglichst viel Speicher und auch die entsprechende Rechenleistung hinzubekommen. Typischerweise werden die Controller-Chips für diverse Projekte genutzt und nur selten verändert, außer es wird eine komplette Neuentwicklung getätigt. Entscheidend ist der kundenspezifische Peripherie-Chip, er wird neu designt, und zwar mithilfe kostengünstiger Technologien mit größeren Strukturen. Damit nutzt Indie nicht nur den Kostenvorteil, sondern kleinste Strukturen sind im Analog/Mixed-Signal-Part eher störend. Geht es beispielsweise um Hochvolt-Eigenschaften, machen größere Strukturen das Leben deutlich einfacher. McClymont: »Standard-MCUs haben im Vergleich zu unseren kundenspezifischen Varianten entweder genauso viel Speicher auf dem Chip, dann fallen sie aber bei den Peripherals schlechter aus. Oder wenn eine ähnliche Peripherie angeboten wird wie bei uns, dann ist die zugrundliegende Technologie deutlich älter als unsere MCU-Prozesstechnik, so dass es dann wieder beim Speicher oder der Taktgeschwindigkeit hapert. Wir nutzen jeweils den optimalen Prozess für jeden Chip und kommen so auf eine optimierte Lösung.«

Aber kann eine Zwei-Chip-Lösung gegen eine monolithische vom Preis her konkurrieren? Ja, denn laut McClymont ist die Gehäusetechnik mittlerweile so günstig, dass ein SiP im Vergleich zu einem monolithischen Chip keinen Aufpreis mehr mit sich bringt. Hollingworth weiter: »In manchen Fällen ist es sogar teurer, den Chip wegen gewünschter Hochvolt-Eigenschaften in einer älteren Technologie zu fertigen, anstatt eine Zwei-Chip-Lösung zu realisieren. Denn beim monolithischen Ansatz wird die Chip-Fläche zu groß, und auch heute noch wird die Chip-Fläche und nicht das Gehäuse bezahlt.«