帳號:
密碼:
CTIMES / 文章 /   
22FDX製程為AR技術帶來重大變革
 

【作者: Gary Dagastine】   2021年04月21日 星期三

瀏覽人次:【1327】
  

擴增實境(AR)與混合實境(MR)科技來到歷史性的轉折點。而格羅方德(GlobalFoundries)與Compound Photonics(CP,又稱CP Display)近期宣佈的策略合作關係,將進一步推動其發展。


兩家公司將共同合作,改變AR/MR的系統核心:近眼微型顯示器的運作原理。CP的IntelliPix平台將使用GF等級最高的22FDX製程半導體解決方案,打造全世界第一款即時AR/MR專用單晶片微型顯示器,像素可降至2.5微米。這款可廣泛運用的光調變背板/視訊管線,延展出從目前的振幅式液晶覆矽(LCoS)製程技術、microLED到全像顯示的發展藍圖,提供即時AR/MR系統所需的性能。



圖一
圖一

此款單晶片解決方案能夠廣泛且彈性的運用,可同時支援CP現有的液晶覆矽(LCoS)技術與即將推出的microLED顯示技術。


IntelliPix的構思僅啟動顯示指定圖像所需的像素,而非持續刷新顯示器中的所有像素。未使用像素區域不只可以節省電力,亦可提升圖像的畫質與亮度、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,並且在單次充電後能有更長的續航時間。


IntelliPix結構整合了CP專利視訊管線,藉由軟體編程背板動態控制像素,由驅動電路提供必要功率,並依據頭部動作與其他環境條件做出及時反饋。到目前為止,完成此項技術需要多個晶片,但是新一代的AR眼鏡需要的是更為簡單、高性能、小體積、低功耗的單晶片設計。


自然而然的最佳選擇

GF產業暨多市場部門副總裁Ed Kaste表示,GF的22FDX解決方案具備多種優勢,自然而然成了最佳選擇。22FDX科技擁有比其他平面技術更高密度的靜態隨機存取記憶體(SRAM),而SRAM的密度又直接影響到像素密度,讓IntelliPix能相當的縮小像素尺寸。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化像素開關性能,呈現更好的像素開關狀態:當一個像素開啟時,它的亮度更高,當它關閉時,是處於完全關閉狀態,進一步節省了功耗與熱效應。


22FDX技術中的自適基體偏壓(ABB)在設計人員微調電路的電晶體閾值電壓時,提供了更高的精準度,更有效的優化晶片性能、能源效率、面積和可靠性,以符合特定應用的需求。


Kaste同時表示,22FDX技術也讓CP能夠為客戶整合其智慧財產(IP)以及部分微型顯示器結構所需的高壓電裝置到設計中。相較於其他技術,我們現有的參考設計與生態系統資源減少了開發過程的困難度。


該技術預計今年底下線,樣品將於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動結構智財組合,開始將其微型顯示器的開發集中在AR/MR與抬頭顯示器。在目前的平台上,CP的顯示器已擁有當前所知領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聯合CEO Edmund Passon表示,當時擁有微型顯示器子系統-光調節器、背板和驅動器幫助CP獲得更多的優勢。但近期,他開始思考其光學系統在直接接收資訊時,會如何運作。視網膜接收的光學信號在抵達大腦之前,會分裂成多個渠道,並進行預先處理,而這個過程類似壓縮,且不須重新發送大腦已經獲取的訊息。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,以減少頻寬和相關的功耗,同時維持既有的性能。這意味著CP能盡可能地只發送變化中的數據資料,以使用最低的功耗來達到高性能的運作中目標/像素。」


Edmund Passon說,IntelliPix結構特點在於劃分了單晶片系統(SOC)和顯示器子系統的製程。CP的客戶所製造的兼容渲染管線,可以藉由這項功能充分優化即時AR/MR系統。但是原先CP採用的28奈米製程半導體科技並不能滿足這項需求,直到IntelliPix使用智能像素的突破性設計,搭配22FDX技術,成功地實現了這個結果。


Passon說明:「我們目前的多晶片背板結構是由需要頻寬的1位元像素組成。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結構的功能組合,我們可以將像素尺寸降低至最多2.5微米。這為設計如拜耳(Bayer)像素網格這樣像素數較低的microLED顯示器開啟潛在可能。再者,適當地劃分微型顯示器與SOC視訊管線/成像管線能夠實現最佳化的功率/性能平衡。因此,任何單晶片解決方案的可擴展性都是至關重要的,而22FDX技術正符合這個要素。」 


獨特的合作關係

GF穿戴裝置、智能居家暨機器視覺產品部門產品經理Ran (Ruby) Yan表示,與CP合作不僅是因為其創新的軟硬體科技,更是因為這家公司展現了廣泛的關係網路價值。始終以最困難的挑戰為目標,這不僅可以為業界帶來進步,並為生活帶來重大的正向改變。


Yan認為,GF擁有顯示驅動器的經驗,以及背板技術的整合,還有做為智慧型手機、汽車和醫療設備應用的獨立IC,都為合作關係帶來了強大的助益。她表示GF正在使用基準22FDX平台,而這也是原先正在進行的工作的延伸。例如:客製化需求須在光學互聯加入部分獨特的功能,亦會影響產線流程的後端。


顯示器的未來

Kaste說,顯示器會是GF的發展重點。因為它們能為公司各個事業體帶來應用的成長。在這個產品發展中所展示的成果和獲取的經驗,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關於22FDX技術可以為AR/MR眼鏡以外的應用帶來什麼?



圖二
圖二

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


Passon繼續說道:「此外,多年來,我們已經在全像攝影上投入了很多心力,而IntelliPix平台與22FDX技術的高性能,大大的滿足了這個需求。我們認為對於在汽車AR抬頭顯示器中,在3D空間裡放入全像攝影,提升駕駛的意識與反應能力,是個絕佳的機會。實際上,鑒於當前電腦全相片(CGH)所需的計算/功率,汽車部門在近期特別鍾情於全像攝影應用。CGH計算領域具有減少功率的潛在可能,IntelliPix已經能夠輕鬆整合這些系統,以產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,而要實現這個目標,在整個業界仍有大規模的技術問題需要克服。MicroLED顯示器在技術上與經濟上能夠符合現實需求以前,這個產業必須找到將目前的像素化外延製造流程商業化的方法。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科技正處於重大變革的邊緣,CP和GF的策略合作關正是讓願景實現的關鍵角色。


相關文章
台灣醫療顯示器10年內有機會達陣得分
2021年手機遊戲的七大趨勢
邁向1nm世代的前、中、後段製程技術進展
打造更美好的人工智慧晶片
預見AR技術里程碑 低功耗設計與演算法見真章
comments powered by Disqus
相關討論
  相關新聞
» 精準解構大產業鏈 智慧樂齡引領輔具長照創新
» 看好防疫需求 華興集團布局UVC LED市場多元應用
» 國圖:台灣新書總量創新低點 紙本書式微、電子書上揚
» 中保好生活APP軟硬體兼施 搶進Ai智慧社區服務
» CP攜手格羅方德開發AR顯示技術平台 打造最小像素單晶片方案
  相關產品
» 格羅方德推出28HV解決方案 加速行動裝置OLED顯示驅動器發展
» 夏弗納推出針對醫療雙重絕緣保護的EMC inlet濾波器系列
» 安勤新款嵌入式電子紙顯示器更新即時便利
» Vicor發佈新款ZVS 降壓穩壓器 PI3323/PI3325
» Vicor 美商懷格科技推出符合 6U VITA-62 標準的全新電源供應器

AD


刊登廣告 新聞信箱 讀者信箱 著作權聲明 隱私權聲明 本站介紹

Copyright ©1999-2021 遠播資訊股份有限公司版權所有 Powered by O3
地址:台北市中山北路三段29號11樓 / 電話 (02)2585-5526 / E-Mail: webmaster@ctimes.com.tw