Questa pagina è stata tradotta automaticamente.
Completa un sondaggio di 1 minuto sulla qualità di questa traduzione.
Le startup di semiconduttori innovano la medicina personalizzata e i prodotti wireless di fascia alta
Silicon Catalyst aiuta le startup basate su chip a sviluppare soluzioni trasformative
“Durante il mio periodo presso Silicon Catalyst, non ho mai sentito nessuno chiedere altro che MATLAB per le proprie esigenze di modellazione di sistemi e sviluppo di prodotti. È davvero il gold standard del settore”.
Dopo aver conseguito un master in informatica a Stanford, Rick Lazansky ha lanciato una serie di startup. Una è stata quotata in borsa e due sono state acquisite, dandogli le risorse per iniziare a investire in altre startup. Ma circa dieci anni fa cominciò a preoccuparsi per la scarsità di nuove aziende produttrici di hardware negli Stati Uniti. I venture capitalist non investevano in startup di semiconduttori e la Silicon Valley non era più nota per il silicio.
Così, quasi dieci anni fa, Lazansky e due colleghi, Mike Noonan e Dan Armbrust, lanciarono il progetto Silicon Catalyst, un incubatore e acceleratore che aiuta le aziende associate a sperimentare soluzioni basate su semiconduttori. Silicon Catalyst assegna a un partner senior il compito di lavorare a stretto contatto con ciascuna azienda membro per due anni e fornisce alle sue startup l'accesso a un ecosistema completo di esperti e consulenti del settore per alimentare la crescita del loro business. La collaborazione dell'azienda con gli investitori ha portato a finanziamenti per centinaia di milioni di dollari per le aziende associate.
Silicon Catalyst ha anche partnership strategiche con aziende e decine di partner in natura forniscono beni e servizi alle startup. Questi includono la fonderia di semiconduttori TSMC, il fornitore di strumenti di progettazione del silicio Synopsys e MathWorks, che fornisce strumenti di modellazione e simulazione per lo sviluppo di algoritmi e la progettazione a livello di sistema. “Durante il mio periodo presso Silicon Catalyst, non ho mai sentito nessuno chiedere altro che MATLAB per le proprie esigenze di modellazione di sistemi e sviluppo di prodotti,” afferma Richard Curtin, socio dirigente di Silicon Catalyst. “È davvero il gold standard nel settore.”
(Crediti dell’immagine: Silicon Catalyst
MathWorks supporta le startup in programmi come Silicon Catalyst con accesso al software, supporto tecnico e opportunità di notorietà del marchio. Il software include strumenti in grado di generare codice C da codice MATLAB®. Ciò fornisce un ambiente in cui gli algoritmi MATLAB funzionano perfettamente su un chip non ancora rilasciato. Le startup possono testare i loro progetti prima che il chip sia pronto. Le startup possono anche accedere al software per generare HDL sintetizzabile dalle funzioni MATLAB o dai modelli Simulink®.
Le aziende Silicon Catalyst stanno sviluppando nuove soluzioni di semiconduttori. Sono specializzati in varie aree, tra cui 5G, intelligenza artificiale e apprendimento automatico, banda ultra larga (UWB), infrastrutture di comunicazione, fotonica, IoT, energia, medicina, MEMS e rilevamento e materiali semiconduttori.
Innovazione in un ambiente dinamico
Una startup nel programma di Silicon Catalyst, SPARK Microsystems, crea ricetrasmettitori wireless UWB. La comunicazione UWB avviene su frequenze comprese tra 3 e 10 gigahertz ed è particolarmente adatta per brevi distanze. Mentre la maggior parte dei fornitori si concentra sulle capacità di precisione dello spettro UWB, SPARK si è concentrata sulle applicazioni di comunicazione dati. SPARK ha sviluppato una tecnologia con latenza inferiore, larghezza di banda maggiore e consumo energetico inferiore come complemento alle alternative di rete personale esistenti come Bluetooth®. Le applicazioni includono audio wireless non compresso di alta qualità, giochi reattivi, realtà virtuale e aumentata e una varietà di sensori wireless e applicazioni di rilevamento della presenza nell'IoT.
“È plug-and-play. Tutto funziona. Non sarà un insieme di software diversi che stai cercando di mettere insieme. L’utilizzo di MATLAB e Antenna Toolbox ci ha aiutato a ridurre il ciclo di progettazione.”
SPARK ha sviluppato una famiglia di chip ricetrasmettitori in grado di trasmettere ciascuno a 10 megabit al secondo. Tra gli altri clienti, l'azienda sta collaborando con vari produttori di dispositivi audio e HID per giochi di fascia alta che si trovano in varie fasi di implementazione della tecnologia SPARK. Ad esempio, SPARK ha collaborato con Sonus faber sugli altoparlanti di fascia alta. I suoi ricetrasmettitori possono trasmettere audio fino a 8 metri senza compressione, consentendo la fornitura di prestazioni audio di alta qualità con una latenza molto bassa che non è ottenibile con Bluetooth o Wi-Fi®.
Un'altra interessante applicazione della tecnologia SPARK è dimostrata dall'orologiaio di lusso Platonum. Platonum ha scelto la tecnologia SPARK UWB per fornire streaming di dati in tempo reale a bassissima latenza e a basso consumo per i suoi smartwatch.
“Viviamo e respiriamo comunicazione a corto raggio,” afferma Raphael Mehrbians, CMO di SPARK e responsabile delle operazioni.
La tecnologia UWB di SPARK ha una latenza inferiore, una larghezza di banda maggiore e requisiti di alimentazione inferiori rispetto ad altri sistemi UWB. (Crediti dell’immagine: SPARK Microsystems)
Raphael Guimond, progettista di antenne presso SPARK, afferma che il suo team utilizza MATLAB per diverse attività, inclusi i test automatizzati. La Federal Communications Commission regola le trasmissioni elettroniche e limita la quantità di energia che i dispositivi possono trasmettere a varie frequenze in modo che non interferiscano con altri dispositivi. Per testare i ricetrasmettitori, Guimond li posiziona su una piattaforma in una camera anecoica, le cui pareti assorbono le onde radio anziché rifletterle. Un analizzatore di spettro è collegato a un'antenna nella camera e invia i dati a un computer che esegue MATLAB. Guimond utilizza Instrument Control Toolbox™ per ruotare una piattaforma girevole che sostiene i ricetrasmettitori e per misurare le emissioni ad ogni angolazione. Quando si misurano le emissioni di radiofrequenza di un chip, il team di progettazione deve sottrarre le perdite dal cablaggio e dai connettori attorno ad esso. Automatizzano il processo con MATLAB.
Una camera anecoica viene ampiamente utilizzata per verificare le prestazioni e la robustezza RF del ricetrasmettitore SPARK. (Crediti dell’immagine: SPARK Microsystems)
Disporre le antenne in parallelo e farle funzionare nella stessa fase aumenta la potenza di trasmissione. Guimond utilizza MATLAB anche per array a fasi e beamforming. Il beamforming regola le loro fasi l'una rispetto all'altra, focalizzando la trasmissione in una direzione. Ciò è utile quando qualcuno che indossa cuffie wireless cammina intorno ad una stanza.
Il team di SPARK ha inoltre inserito in MATLAB vari modelli di propagazione, come il channel tracing e il ray tracing. Prevedere come si propagheranno i segnali di un dispositivo in vari ambienti consente a SPARK di selezionare l'antenna giusta e di ottimizzarne il posizionamento e l'orientamento nel dispositivo.
Guimond afferma che uno dei vantaggi di MATLAB è che contiene numerosi strumenti integrati. “È plug-and-play,” afferma. “Tutto funziona. Non sarà una serie di software diversi che stai cercando di mettere insieme. L’utilizzo di MATLAB e Antenna Toolbox™ ci ha aiutato a ridurre il ciclo di progettazione.” È entusiasta del suo potenziale per aiutare a implementare UWB. La tecnologia di SPARK rappresenta “un grande passo avanti in termini di tecnologia wireless,” afferma.
Mehrbians afferma che Silicon Catalyst ha aiutato in diversi modi. “Questi includono la facilitazione delle relazioni con fornitori e partner, nonché l'offerta di altre risorse e strumenti di consulenza e marketing che sono estremamente utili per le startup,” afferma, “così come l'intera rete di consulenti, che è stata molto preziosa quando abbiamo introdotto SPARK nel mercato.”
Gemelli digitali per l’intelligenza artificiale in sanità
Un altro membro di Silicon Catalyst è Probius, una startup che semplifica l'accesso e l'utilizzo dei dati biochimici nei flussi di lavoro dell'intelligenza artificiale (AI). In genere, se vuoi sapere se un campione biologico, proveniente da una persona o da una coltura cellulare, contiene una particolare molecola, esegui un test mirato alla ricerca di quella molecola. Identificarne un secondo richiede un secondo test completamente diverso. “Tutto questo si basa su un flusso di lavoro complesso, competenze avanzate nella gestione e nell'uso di strumenti analitici e reagenti molto specifici per l'analisi che si sta tentando di eseguire. La conseguenza diretta è un ritardo nell'acquisizione delle informazioni derivante da un approccio ripetitivo per tentativi ed errori, che alla fine porta a una rappresentazione imprecisa e incompleta della biologia del campione,” afferma Emmanuel Quevy, cofondatore e CEO di Probius. “Stiamo ribaltando completamente la sceneggiatura.”
Probius si affida a MATLAB e a molti dei suoi toolbox. Soprattutto, utilizza strumenti di apprendimento automatico per addestrare reti neurali o algoritmi genetici in grado di identificare molecole specifiche all’interno della firma di un campione. Utilizza inoltre MATLAB per studiare le prestazioni del suo chip, ottimizzare il flusso di lavoro di produzione, gestire il suo cluster di elaborazione e impacchettare il suo software in una finestra mobile affinché i clienti possano utilizzarlo su un server.
Probius ha sviluppato una tecnologia chiamata spettroscopia elettrochimica quantistica (QES) che scansiona il campione per tutti i segnali biochimici contemporaneamente, creando un gemello digitale che può essere analizzato su richiesta in seguito. Si basa sul fatto che le molecole vibrano e lo fanno a frequenze diverse a seconda della loro struttura e composizione. QES crea un'istantanea a 40 dimensioni della firma vibrazionale di un campione.
Probius utilizza l’apprendimento automatico per classificare le firme come indicanti diverse malattie. La tecnologia consente a Probius di identificare le singole molecole e le loro concentrazioni dalla firma. Da questa firma a 40 dimensioni, Probius può concentrarsi sulla composizione di migliaia di analiti diversi, tra cui proteine, virus, farmaci e zuccheri. Ha testato sangue, cibo, colture di laboratorio e altri campioni. Il test richiede solo pochi milionesimi di litro di campione e dura mezz'ora.
Probius ha sviluppato un chip e un dispositivo. Pagando una quota di abbonamento, i clienti noleggiano il dispositivo e hanno accesso al software di analisi e agli analiti su richiesta nel cloud. I clienti includono aziende farmaceutiche, startup biotecnologiche e laboratori accademici. Alcuni utilizzano il servizio per profilare malattie come i meccanismi di infiammazione, ad esempio. Altri lo usano per ottimizzare la produzione di prodotti biologici o terapeutici.
Juan Cruz Cuevas, responsabile del marketing e dello sviluppo commerciale di Probius, afferma che il dispositivo rende l'analisi dei campioni molto accessibile. “La piattaforma QES richiede un passaggio per acquisire i dati. Metti una goccia del tuo campione nella fiala. Questo è tutto.” Non ha nemmeno pulsanti e carica i dati automaticamente. Ti muovi velocemente in laboratorio e dedichi invece il tempo alla ricerca di approfondimenti sui dati.
Quevy afferma che Probius si affida a MATLAB e a molti dei suoi toolbox. Soprattutto, utilizza strumenti di apprendimento automatico per addestrare reti neurali o algoritmi genetici in grado di identificare molecole specifiche all’interno della firma di un campione. Utilizza inoltre MATLAB per studiare le prestazioni del suo chip, ottimizzare il flusso di lavoro di produzione, gestire il suo cluster di elaborazione e impacchettare il suo software in una finestra mobile affinché i clienti possano utilizzarlo su un server.
L'analisi dei dati in MATLAB aiuta Probius a visualizzare i risultati utilizzando cluster plot, mappe termiche, dendrogrammi e così via. “Con MATLAB, hai una libreria integrata di praticamente tutti gli strumenti di visualizzazione e apprendimento automatico disponibili e puoi sfruttarli per generare approfondimenti sui campioni biologici senza dover reinventare la ruota,” afferma Quevy.
Silicon Catalyst ha aiutato Probius con finanziamenti e networking, ma Probius utilizzava già MATLAB. “Inizi la formazione a scuola e MATLAB ti segue per tutta la carriera”, afferma Quevy. “E man mano che l'azienda e gli strumenti si evolvono, tu ti tieni aggiornato.”
Probius ha collaborato con i consulenti di MathWorks per utilizzare meglio gli strumenti, ad esempio per semplificare il flusso di lavoro. Quevy afferma che senza MATLAB, Probius potrebbe potenzialmente eseguire i suoi algoritmi in C, ma MATLAB offre maggiore flessibilità per aggiornare il suo kit di strumenti analitici.
L'analisi dei dati in MATLAB aiuta Probius a visualizzare i risultati, come questo grafico della superficie 3D MATLAB di un segnale vibrazionale QES di una proteina infiammatoria umana (TNF-a). (Crediti dell’immagine: Probius)
Tale flessibilità e facilità d’uso sono essenziali per una startup, afferma Cuevas. Anche con risorse e personale limitati, “siamo stati in grado di muoverci più velocemente e di essere più agili ed efficaci”.
Una ricetta per il successo
Silicon Catalyst non si concentra solo sulle startup basate sul silicio, ma l'azienda ha anche un modello diverso per supportare i suoi membri. “La maggior parte degli incubatori dispone di un programma fatto con lo stampino,” afferma Pete Rodriguez, CEO di Silicon Catalyst. “Distribuiscono la stessa serie di consigli alle startup nel corso di pochi mesi.”
Silicon Catalyst è diverso, dice. Si inizia con un rigoroso processo di selezione, che prevede da quattro a 17 incontri nel corso di sei settimane. Silicon Catalyst ha ammesso solo 100 aziende su 1.000 richiedenti. Questo approccio altamente selettivo combinato con il supporto pratico di esperti del settore è la ricetta del successo per le startup basate sul silicio.
Altri casi
STARTUP / TECNOLOGIA GREEN
Greentown Labs: un futuro più verde per l’innovazione
Creazione di un futuro della tecnologia pulita attraverso il contributo della comunità
STARTUP / ELABORAZIONE DEL SEGNALE
Soluzioni uniche per la comunicazione grazie a CEO visionarie
Le innovazioni nell’elaborazione di segnali allargano i confini della tecnologia
STARTUP / ELABORAZIONE DEL SEGNALE
