Soluciones de diseño de IC 3D

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

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

Los flujos de trabajo de IC 3D también requieren una estrecha integración con un conjunto completo de kits de diseño para permitir el diseño, la integración y el ensamblaje de diseños de IC 3D basados en chiplets. Para habilitar un ecosystem de chiplets, Siemens ha asumido el liderazgo en la conducción de las nuevas iniciativas CDX/OCP 3D IC Design Kits (3DK) en colaboración con otros proveedores de EDA. Siemens patrocina e impulsa activamente la adopción de estos nuevos estándares de la industria por parte del organismo de estándares de la industria JEDEC y se compromete a adoptar formalmente estos nuevos estándares en sus herramientas y flujos de trabajo.

El diseño 3D IC integra múltiples troqueles, como la lógica y la memoria, en un solo sistema mediante apilamiento vertical (por ejemplo, TSV) o tecnologías avanzadas de envasado. Implica dividir la funcionalidad en chiplets, definir interconexiones de matriz a matriz y optimizar el PPA y el costo del sistema. A diferencia del diseño tradicional de SoC 2D, el diseño de IC 3D requiere verificación a nivel de sistema de conectividad, integridad de señal y energía, comportamiento térmico y tensión mecánica en toda la pila. A medida que la Ley de Moore se ralentiza, el diseño de IC 3D es fundamental para permitir un mayor rendimiento, ancho de banda y eficiencia energética para satisfacer las demandas de aplicaciones de IA y HPC.

Siemens Innovator3D IC™ es un conjunto de soluciones unificadas para el diseño basado en chips y 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 multimatriz, lo que permite a los equipos diseñar, validar y optimizar sistemas de IC 3D desde el concepto hasta el silicio.

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

Las soluciones Innovator3D IC se basan en un ecosystem abierto e interoperable con amplio soporte de estándares, que incluyen, entre otros, 3DBlox (IEEE P3537) para el intercambio de datos de diseño 3D, UCIe y BoW para interconectividad de matriz a matriz, e IEEE 1838/IEEE 1687 para pruebas y acceso de múltiples matrices. La cabina del 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 IC 3D a nivel de sistema sin interrumpir los flujos de diseño de silicio establecidos.

Siemens ofrece las mejores herramientas de planificación de paquetes y validación de pila 3D en los flujos de trabajo de diseño 3D IC. El flujo de trabajo eléctrico y de confiabilidad integrado admite el análisis predictivo temprano, en diseño y firma de diseños multicapa 2,5/3D. Los flujos de trabajo de prueba facilitan la colaboración entre los equipos de diseño de paquete/chip con los equipos de DFT/prueba, aprovechando el mejor conjunto de herramientas DFT multimatriz de Siemens de su clase.

La tecnología 3D IC ofrece al diseñador del sistema una flexibilidad casi ilimitada para particionar su diseño en chiplets, cada uno optimizado en un nodo de tecnología IC más adecuado para cada función. Los flujos de trabajo de diseño y planificación arquitectónica facilitan la colaboración entre los equipos de diseño del sistema/RTL con los equipos de diseño de paquetes/chiplets que aprovechan el análisis predictivo para identificar de manera eficiente una arquitectura óptima antes de implementar una implantación de diseño costosa y lenta en diseños potencialmente no óptimos o patológicos.

El análisis en el diseño permite que los equipos de diseño físico y análisis eléctrico/de confiabilidad validen el diseño durante las fases de implementación, detectando errores antes de que las verificaciones de firma se ejecuten al finalizar el diseño físico, evitando así la reelaboración y los retrasos relacionados con el cronograma. El flujo de trabajo cuidadoso, inicial y validado de DFT/prueba permite realizar pruebas oportunas durante la fase de introducción de nuevos productos (NPI) del programa, lo que permite una entrada más temprana al mercado de productos semiconductores.