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Interview: Über die Entstehung gesamt integrierter High-End-Schaltungen bei Rohde & Schwarz

Dünner als Menschenhaar: Chipentwicklung an der Grenze des Machbaren

2. August 2012, 11:58 Uhr | Diana Künstler

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Chip-Entwicklung im Detail

Und was zeichnet die ASICS von Rohde & Schwarz aus?
Kahmen: Der Bedarf an proprietären ASICs bei Rohde & Schwarz steigt stetig, was sich an der Zahl der in meiner Abteilung gegenwärtig durchgeführten Projekte widerspiegelt. Mit herkömmlichen, auf den Einsatz in Massenprodukten (zm Beispiel Consumer Electronic, Mobilfunk) zugeschnittenen Chips sind unsere Produkte nicht zu vergleichen, da diese Chips unsere speziellen Kriterien wie Funktionalität und Performance nicht erfüllen. Unsere Messtechnik wird verwendet, um Consumerprodukte wie zum Beispiel Mobiltelefone zu entwickeln und in der Fertigung zu testen. Dabei müssen wir bezüglich der Signalanforderungen hundert- bis tausendmal besser sein, als die Objekte, die wir messen.

Was sind die Herausforderungen in der Chip-Entwicklung generell?
Kahmen: Die zunehmenden Anforderungen, zum Beispiel an die Übertragungsraten von Consumer-Produkten, wirken sich unmittelbar auf die dafür eingesetzte Messtechnik aus. Beispielsweise werden für heutiges Videostreaming, zum Beispiel für mobile Anwendungen, sehr viel höhere Datenraten benötigt als früher. Dadurch werden leistungsstärkere Modulationsverfahren sowie höhere Bandbreiten erforderlich. Der Anspruch an die hierfür eingesetzte Messtechnik besteht darin, technisch hervorragenden Lösungen unter wirtschaftlichen, das heißt konkurrenzfähigen Bedingungen zu schaffen. Hierbei ist der Trend zur zunehmenden Integration von komplexen High-End-Funktionen ein Schlüssel. Je besser die Integration von Schlüsselfunktionen gelingt, umso leistungsfähiger werden die Geräte, die diese Chips nutzen. Und umso kostengünstiger wird deren Produktion und umso konkurrenzfähiger wird ein derartiges Gerät. Ein ebenfalls sehr wichtiger Grund für die proprietäre Integration ist der Kopierschutz in einem zunehmend härter werdenden Wettbewerb. Die Herausforderung bei der Entwicklung unserer ASICs liegt dabei in einem optimalen Ausloten der sich widersprechenden Forderungen des sogenannten „magischen Dreiecks“: Performance, Termin und Kosten. Das ist besonders schwierig, wenn man wie wir an der physikalisch-technischen Machbarkeitsgrenze arbeitet.

Gibt es bei Rohde & Schwarz eine Vorentwicklung?
Kahmen: Rohde & Schwarz hat sich bewusst gegen eine Vorentwicklung entschieden. Wir blicken zwar mit unseren Entwicklungen in die Zukunft, entwickeln aber sehr produktnah zusammen mit der Geräteentwicklung. Das heißt, selbst wenn wir weit in die Zukunft greifen steht immer schon eine möglichst konkrete Anwendung hinter dem neuen Projekt. Wird reine Vorentwicklung betrieben, besteht unserer Ansicht nach die Gefahr, dass sich die entsprechenden Entwicklungsabteilungen abkoppeln und die Mitarbeiter weitestgehend nur an den Dingen arbeiten, die sie besonders interessieren. So kann es geschehen, dass man „eine Spielwiese für Ingenieure“ schafft und am Ende trotz erheblichen finanziellen und personellen Aufwands kein Produkt herauskommt.

Können Sie ein Beispiel für eine Machbarkeitsgrenze nennen?
Kahmen: Unser Ziel ist es, über eine große Frequenzbreite Signale mit extrem guten Eigenschaften, zum Beispiel Verzerrung und Rauschen, zu erzeugen. Gleichzeitig haben wir aber auch sehr strenge Anforderungen an die Stromaufnahme, wenn es sich zum Beispiel um die Tastköpfe unserer Oszilloskope handelt. Diese Anforderungen widersprechen sich physikalisch und man kommt dabei sehr schnell an Machbarkeitsgrenzen. Die geforderten Spezifikationen sind aber dennoch einzuhalten, um ein konkurrenzfähiges Gerät herzustellen. Genau dieses Ausbalancieren zwischen Anforderungen und Machbarkeitsgrenzen durch immer neue pfiffige Ideen ist der Reiz, der unsere Ingenieure täglich antreibt.