Soluciones de diseño de circuitos integrados 3D

El diseño de circuitos integrados 3D es un nuevo paradigma de diseño impulsado por la disminución de la escala de la tecnología de circuitos integrados. El diseño de circuitos integrados 3D aprovecha las nuevas tecnologías de envasado avanzadas que permiten la integración de uno o más chips en un solo paquete. Los chiplets son circuitos integrados (IC) optimizados para su integración en un solo paquete.

Los diseños de circuitos integrados 3D requieren la integración perfecta de las herramientas ECAD/MCAD multidominio en una plataforma de diseño altamente integrada, denominada flujos de trabajo de circuitos integrados 3D. Aprovechando la amplia cartera de herramientas líderes de EDA y MCAD de Siemens, se ofrece un conjunto completo de flujos de trabajo que abarcan desde la descomposición a nivel del sistema hasta la transferencia de fabricación, para que sus clientes puedan diseñar estos complejos diseños basados en chips.

Los flujos de trabajo de circuitos integrados 3D también requieren una estrecha integración con un conjunto completo de kits de diseño que permitan el diseño, la integración y el montaje de diseños de circuitos integrados 3D basados en chiplets. Para crear un ecosistema de chips, Siemens ha asumido el liderazgo a la hora de impulsar las nuevas iniciativas de kits de diseño de circuitos integrados 3D (3DK) CDX/OCP en colaboración con otros proveedores de EDA. Siemens patrocina e impulsa activamente la adopción de estos nuevos estándares industriales por parte del organismo de normalización industrial JEDEC y se compromete a adoptar formalmente estos nuevos estándares en sus herramientas y flujos de trabajo.

El diseño de circuitos integrados 3D integra varios troqueles, como la lógica y la memoria, en un solo sistema mediante el apilamiento vertical (por ejemplo, los TSV) o tecnologías de embalaje avanzadas. Implica particionar la funcionalidad en chipletes, definir las interconexiones entre matrices y optimizar el PPA y el coste del sistema. A diferencia del diseño tradicional de SoC 2D, el diseño de circuitos integrados 3D requiere la verificación a nivel del sistema de la conectividad, la integridad de la señal y la alimentación, el comportamiento térmico y la tensión mecánica en todo el conjunto. A medida que la Ley de Moore se ralentiza, el diseño de circuitos integrados 3D es fundamental para permitir un mayor rendimiento, ancho de banda y eficiencia energética a fin de cumplir con las exigencias de las aplicaciones de IA y HPC.

Innovator3D IC™ de Siemens es un conjunto de soluciones unificadas para el diseño basado en chips e IC 2,5D/3D. Innovator3D IC Integrator conecta la exploración temprana del sistema, la planificación, el diseño y la implementación 3D, el análisis multifísico y la firma de varios matrices, lo que permite a los equipos diseñar, validar y optimizar los sistemas de circuitos integrados 3D, desde el concepto hasta el silicio.

Las soluciones Innovator3D IC de Siemens admiten diseños 3D basados en circuitos integrados y chips a través de una plataforma unificada e impulsada por el sistema que conecta la arquitectura, el diseño, el análisis, la verificación y las pruebas en todo el sistema multimatriz. Permite el STCO temprano, la implementación del diseño unificado, el análisis multifísico a nivel del sistema, la verificación y la firma de varios troqueles y la optimización integrada de la DFT y el rendimiento. Al vincular estos flujos de trabajo a través de un gemelo digital 3D coherente, las soluciones Innovator3D IC ayudan a los equipos a identificar los riesgos antes, optimizar la PPA a nivel del sistema y reducir los costosos ciclos de rediseño.

Las innovadoras soluciones 3D IC se basan en un ecosistema abierto e interoperable con un amplio soporte de estándares, incluidos, entre otros, 3Dblox (IEEE P3537) para el intercambio de datos de diseño 3D, UCIe y BoW para la interconectividad de matriz a matriz, e IEEE 1838/IEEE 1687 para pruebas y acceso con múltiples matrices. La cabina Innovator3D IC Integrator admite varios formatos de diseño, como GDSII, LEF/DEF, Verilog, ODB++, CSV, etc.

El Innovator3D IC Integrator de cabina está diseñado para aumentar e integrarse con los entornos de diseño existentes. Su arquitectura abierta admite formatos estándar e interopera con herramientas de terceros, lo que permite a los equipos adoptar capacidades de circuitos integrados 3D a nivel del sistema sin interrumpir los flujos de diseño de silicio establecidos.

Siemens ofrece las mejores herramientas de planificación de paquetes y validación de pilas 3D de su clase en los flujos de trabajo de diseño de circuitos integrados 3D. El flujo de trabajo eléctrico y de fiabilidad integrado permite un análisis anticipado, predictivo y de firma de diseños multicapa 2,5/3D. Los flujos de trabajo de prueba facilitan la colaboración entre los equipos de diseño de paquetes y chips con los equipos de DFT/pruebas, aprovechando el mejor conjunto de herramientas DFT multimatriz de Siemens.

La tecnología IC 3D ofrece al diseñador del sistema una flexibilidad casi ilimitada para dividir su diseño en chips, cada uno optimizado en el nodo de tecnología IC más adecuado para cada función. Los flujos de trabajo de planificación y diseño arquitectónicos facilitan la colaboración entre los equipos de diseño de sistemas y RTL, y los equipos de diseño de paquetes y chips aprovechan el análisis predictivo para centrarse de manera eficiente en una arquitectura óptima antes de implementar el costoso y lento diseño implantado en un diseño potencialmente no óptimo o patológico.

El análisis en el diseño permite a los equipos de diseño físico y análisis eléctrico y de fiabilidad validar el diseño durante las fases de implementación, detectando los errores antes de la firma, se comprueban al finalizar el diseño físico, lo que evita la repetición del trabajo y los consiguientes retrasos en los cronogramas. Un flujo de trabajo de DFT/pruebas cuidadoso, directo y validado permite realizar las pruebas a tiempo durante la fase de introducción de nuevos productos (NPI) del programa, lo que permite una entrada más temprana al mercado de los productos semiconductores.