– För cirka fyra, fem år sedan, när Börje Ekholm kommit in, satsade vi och tredubblade investeringen i kiselutveckling. Idag är vi mer än tusen personer som jobbar med det och det är någonting som får oss att differentiera oss genom bättre prestanda, lägre vikt och sänkt energiförbrukning, säger Tomas Sandin som är ansvarig för radioportföljen på Ericsson.

Dagen till ära är han iklädd en T-shirt med den symbol som företaget börjat använda för de egenutvecklade asicarna: en fyrkant med rundade hörn och fält i svart, orange, grönt och blått som symboliserar de olika funktionerna i asicarna.

Merparten av företagets halvledarutveckling sker i Sverige. Framförallt i Lund och Kista men även i Linköping och Göteborg. Designkontoret i Austin, som startade så sent som 2018, har tillfört kompetens inom det som kallas back end.

Tomas Sandin

– Det gör att vi inte bara kan designa. Vi kan också ta nästa steg och gå direkt på fabbarna som TSMC, Samsung och Intel. Vi har ta-git ett steg fram. Det ger en form av resiliens.

ERICSSON HAR DESIGNAT asicar under mer än 20 år. Det var i samband med att de antennintegrerade basstationerna för massiv mimo lanserades för fyra år sedan som företaget lyfte fram dem som en viktig förklaring till att produkterna blivit lättare och mindre men också energisnålare än sina föregångare.

Det var också då begreppet Ericsson Silicon lanserades.

– Om man ska sätta in det i en kontext är kislet vår ”secret sauce” som gör att vi har så fantastiska produkter, säger Tomas Sandin.

Inför årets upplaga av MWC i Barcelona lanserade Ericsson en ny generation basstationer av det klassiska snittet som blivit mindre och energisnålare. De finns för ett, två eller tre frekvensband och innehåller även de internt utvecklade asicar.

– Det som är lite unikt är att vi har olika asicar för olika segment. Dessutom är det olika asicar i radion jämfört med basbandet och i transportnätet.

SOM EXEMPEL tar Tomas Sandin asicen till de klassiska basstationer som precis lanserats. Den är rent digital och processar data för de fyra transceivrarna (sändare och mottagare) – den innehåller det som på svengelska kallas ”digital front end” som bland annat linjäriserar effektförstärkarna.

– Vi är duktiga på att linjärisera förstärkarna med våra algoritmer, som ofta använder så kallad digital predistorsion. För varje procent vi gör det bättre sparar vi effekt och vikt på produkterna.

Kretsen sköter också den paketbaserade kommunikationen (fronthaul) till basbandet.

– Det gör det lättare att koppla upp den mot nätet.

I DE PRODUKTER som lanserades för två år sedan – de antennintegrerade radioenheterna för massiv mimo med 32 eller 64 kanaler – finns två andra asicar.

– Den första är också en digital front end. I massiva mimo handlar det om bandbredd och antal grenar, 32 eller 64.

I Barcelona kom en uppdaterad modell med 600 MHz bandbredd, tre gånger mer än föregångarna.

– Från 200 till 600 MHz är det en faktor tre men i beräkningarna är det en faktor nio. Därför är det bra att tillverka i den senaste processnoden när man ska linjärisera 32 eller 64 effektförstärkare.

Tilläggas kan att mycket av jobbet görs i hårda IP-block som utvecklas internt på Ericsson.

Den andra kretsen hanterar bland annat det som kallas Lager 1, framförallt upplänksmottagaren och lobstyrningen.

– Har man tillgång till detaljerad information om radiokanal och interferens i upp till 64 grenar och lägger in nio miljarder tran-sistorer, så får man beräkningskapacitet till att göra otroligt avancerade algoritmer. Det är det som leder till att vi får så fantastiskt bra prestanda och kan ta mer trafik. Implementerat på kisel blir det inte speciellt strömkrävande, säger Tomas Sandin.

HAN LYFTER OCKSÅ FRAM det arkitekturval som gjordes inför 5G och som ledde till att radion tagit över en del av den intelligens som tidigare låg i basbandet. Orsaken är att all rådata finns tillgänglig i radion. Det som skickas till basbandet – via optofiber i det som kallas front haul – är en komprimerad variant. Plus att kommunikationen ger en viss tidsfördröjning.

Även i basbandet finns en asic med Ericsson Many-Core Architecture, eller EMCA, en parallellprocessorarkitektur för beräknings- och minnesintensiva uppgifter.

– Basbandet är väldigt litet och nätt och har hög kapacitet. Det har många DSP-kärnor på ett och samma kisel. En av kretsarna för massiv mimo bygger på exakt samma arkitektur. Vi återanvänder block mellan dem, säger han, och fortsätter:

– Vi investerade tidigt i kisel till radion och har sedan förbättrat det så vi kan köra mera.

En mindre del av Ericsson Silicon arbetar med FPGA:er, som kan vara ett komplement till asicar med sina kortare ledtider och större flexibilitet.

– Vi använder det ibland för att hantera flexibilitet eller osäkerhet. Men om man betänker att vi varje år kommer med nytt kisel är behovet inte lika stort.

Artikeln är tidigare publicerad i magasinet Elektroniktidningen. Prenumerera kostnadsfritt!

Det pågår redan nu arbete med nya versioner för de kommande åren.

– Det vi har idag går ned till 5 nm men vi har redan specificerat kretsar för 4 nm och 3 nm.