La NXP Semiconductors, uno dei produttori leader a livello mondiale di circuiti integrati, è stata molto occupata a tenere il passo con le applicazioni dei suoi prodotti che spaziano dal settore automobilistico all’infrastruttura wireless. Se lo sviluppo della tecnologia per queste applicazioni presenta sicuramente un suo insieme di sfide, il fatto di garantire che la tecnologia offra le prestazioni desiderate nei suoi dispositivi finali non è da meno. Abbiamo recentemente parlato con Michael Lyons, Automotive marketing manager della linea di prodotti Logic della NXP, per scoprire qualche dettaglio in più su una delle sfide che i progettisti di circuiti integrati devono affrontare e che consideriamo particolarmente interessante: l’applicazione dei circuiti integrati in ambienti estremi. Quindi, come è possibile che qualcosa di così sensibile e complesso come la tecnologia per circuiti integrati possa sostenere alcuni degli ambienti industriali più estremi conosciuti nel mondo moderno?
Fortunatamente, Lyons ha reso semplice la comprensione completa del processo, che ci ha anche molto colpiti. Non è una novità, come abbiamo potuto constatare, che garantire la durata dei dispositivi a semiconduttore negli ambienti estremi come quelli presentati in applicazioni di tutti i giorni come la tecnologia per il settore automobilistico, richieda una notevole quantità di impegno. E la NXP, nell’ambito che definisce la sua missione, sta facendo un ottimo lavoro nell’introdurre nuovi standard per la loro qualifica. La NXP può vantare la posizione leader di fornitore globale di parti logiche per ambienti sottoposti a notevoli sollecitazioni per il settore automobilistico e sa sicuramente meglio di chiunque altro come ottenere il meglio da uno scenario non positivo.
Con l’avanzare del livello di intelligenza nelle automobili odierne, dovuto principalmente al continuo sviluppo di migliori circuiti integrati per il settore automobilistico, l’attenzione ai dettagli per garantire l’affidabilità e le prestazioni massime è un aspetto che sta avendo un ruolo sempre più importante. Quando si fa riferimento alla tecnologia pratica che si avvicina, per quanto il mondo reale ne sia finora capace, ad essere reale a livello quantistico, questo porta a pensare al lavoro richiesto per migliorare costantemente queste capacità.
Per cui, quali sono le sfide principali nella progettazione di circuiti integrati da mettere a dura prova nel motore di un automobile? Innanzitutto, e forse più significativo, come Lyons fa notare, “le applicazioni per il settore automobilistico sono soggette a un ciclo di progettazione e qualificazione molto lungo e costoso”. Brevemente, “la produzione di parti per applicazioni per il settore automobilistico richiede controlli di produzione molto severi, testing di qualità aggiuntivi e ampio monitoraggio della qualità”. E, chiaramente, quando si tratta di capire come mettere alla prova i loro circuiti per essere utilizzati in ambienti estremi, NXP ha stabilito un metro per gli standard molto alto.
Per raggiungere questi standard elevati di affidabilità, Lyons enfatizza concisamente che “le regole di progettazione più conservative sono applicati in quelle aree come la ridondanza e creando intenzionalmente oltre le dimensioni minime consentite di un processo”. L’approccio della NXP garantisce inoltre che le parti per il settore automobilistico offrano gli standard aziendali più elevati di durata e, grazie al processo esteso e variegato di testing, abbiano la maggiore tracciabilità per una migliore analisi della qualità, un aspetto che consente veramente all’azienda di garantire nel lungo termine gli standard migliori per le prestazioni. Come Lyons ci ricorda con confidenza, che la meticolosa attenzione ai dettagli della NXP, “garantisce virtualmente un funzionamento senza problemi nell’applicazione dell’utente finale”.
Ovviamente, il primo punto critico nelle applicazioni per il settore automobilistico è la temperatura.
“La temperatura non deve essere sottostimata”, ha affermato Lyons, dichiarando che il processo di testing deve tenere in considerazione applicazioni sottoposte a temperature sostenute ed estreme che vanno da ‑40 ºC a quasi 150 ºC.
Ma questo non è tutto, dato che la NXP, per poter soddisfare i criteri per un’affidabilità meccanica completa, assoggetta i prodotti a ulteriori categorie di testing, come shock termico e test di piegatura. Si tratta di un vero bombardamento di qualifiche che la NXP ha imposto per consentire la produzione di quelli che continueranno ad essere i più affidabili ed economici circuiti integrati per il settore automobilistico sul mercato, e da questo punto di vista, non sembra che le cose possano cambiare nel breve periodo.
Per cui abbiamo dovuto chiedere che cosa esattamente ha consentito alla NXP di rimanere alla guida del loro campo per così tanto tempo? L’azienda ha sicuramente una storia eccezionale in qualità di fornitore di parti chiave e logica per commodity per la maggior parte del settore automobilistico; ma l’aspetto più importante che rende la NXP superiore alla concorrenza è il fatto che, come Lyons fa notare, che l’azienda “è stata in prima linea nello stabilire, e partecipa tutt’ora, al continuo sviluppo degli standard attuali di qualifica per il settore automobilistico”. Nel lungo termine, “la NXP è dedicata al settore automobilistico”.
Le specifiche di settore “AEC-Q100” uniscono e aggiornano gli standard di qualifica esistenti, definendo un insieme minimo di test alle sollecitazioni che deve essere effettuato per qualificare un circuito integrato come prodotto per le applicazioni per il settore automobilistico. “Negli anni 80, la Ford, la GM e la Chrysler avevano ciascuna i loro standard di qualifica”, ricorda Lyons. Infine, in un impegno di cui la NXP è stato l’attore principale, nel 1993, dopo discussioni continue con i membri dei comitati per gli standard e il relativo management dalla Ford, dalla General Motors e della Chrysler, è stato fondato l’AEC.
Rivedendo la storia dello sviluppo della tecnologia dei semiconduttori, è facile dimenticarsi che, insieme alla combinazione di avanzamenti essenziali dal punto di vista puramente funzionale, la spinta per rendere possibile il funzionamento dei circuiti integrati in un’ampia varietà di ambienti, ha avuto la stessa importanza per consentire di utilizzare la tecnologia in più aree e aspetti più essenziali della nostra vita di tutti i giorni. Con il progredire della tecnologia dei circuiti integrati verso nuovi orizzonti con funzioni ancora più complesse e dimensioni ancora più piccole, possiamo essere sicuri che la NXP guiderà la carica su più fronti per creare altri prodotti eccezionali in ambienti ancora più straordinari ed estremi.