3D-IC-suunnittelu- ja pakkausratkaisut

3D IC on uusi suunnitteluparadigma, jota ohjaa IC-teknologian skaalauksen vähenevä tuotto, AKA Mooren laki. 3D IC hyödyntää uusia edistyneitä pakkaustekniikoita, jotka mahdollistavat yhden tai useamman chipletin integroinnin yhteen pakkaukseen. Chipletit ovat integroituja piirejä (IC), jotka on optimoitu integroitavaksi yhteen pakettiin.

3D-IC-mallit edellyttävät usean toimialueen ECAD/MCAD-työkalujen saumatonta integrointia erittäin integroituun suunnittelualustaan, jota kutsutaan 3D IC-työnkulkuiksi. Hyödyntämällä Siemensin laajaa johtavien EDA- ja MCAD-työkalujen valikoimaa tarjotaan kattava joukko työnkulkuja, jotka kattavat kirjon järjestelmätason hajottamisesta valmistuksen luovuttamiseen, jotta asiakkaat voivat suunnitella näitä monimutkaisia, sirupohjaisia malleja.

3D-IC-työnkulut edellyttävät myös tiivistä integrointia kattavaan suunnittelusarjaan, jotta sirupohjaisten 3D-IC-mallien suunnittelu, integrointi ja kokoonpano voidaan mahdollistaa. Chiplet-ekosysteemin mahdollistamiseksi Siemens on ottanut johtajuuden uusien CDX/OCP 3D IC Design Kits (3DK) -aloitteiden edistämisessä yhteistyössä muiden EDA-toimittajien kanssa. Siemens sponsoroi ja ajaa aktiivisesti näiden uusien alan standardien käyttöönottoa JEDEC-teollisuusstandardielimessä ja on sitoutunut ottamaan nämä uudet standardit virallisesti käyttöön työkaluissaan ja työnkulkuissaan.

3D IC -tekniikka mahdollistaa järjestelmäpohjaisen lähestymistavan elektronisen järjestelmän tai osajärjestelmän hajottamiseksi siplettipohjaiseksi järjestelmäksi (SiP) -suunnittelussa, joka tarjoaa paremman suorituskyvyn, alhaisemmat kustannukset, pienempi muoto ja joustavampia ja kustannustehokkaampia tuotevariantteja.

Siemens 3D IC -työnkulut tukevat arkkitehtonista suunnittelua/analyysiä, fyysisen suunnittelun suunnittelua/todentamista, sähkö- ja luotettavuusanalyysiä sekä testi-/diagnostiikkatukea valmistuksen luovuttamisen kautta.

Työnkulut integroivat ja merkitsevät sähkö-/luotettavuusanalyysitulokset suunnittelun suunnittelu-/toteutustyökaluihin, joiden avulla suunnittelijat voivat suorittaa varhaisia ennakoivia, suunnittelussa ja allekirjoitusanalyysejä. Tämä uusi ennakoiva analyysiominaisuus tarjoaa suunnittelijoille varhaisen katsauksen suorituskykyyn ja luotettavuuteen arkkitehtonisen tutkimuksen helpottamiseksi ennen laajojen fyysisten suunnitteluresurssien toteuttamista. Suunnittelun sisäisten analyysien avulla suunnittelutiimit voivat suorittaa tarkastuksia vuorovaikutteisesti suunnitteluprosessin aikana ja tehdä suunnittelumuutoksia tarpeen mukaan sen sijaan, että odottaisivat allekirjoitustarkastusten suorittamista valmiille suunnitelmille. Allekirjoitustarkastukset suoritetaan lopullisessa suunnittelussa, jotta varmistetaan suunnittelumallien toimivuus, suorituskyky ja luotettavuus/valmistettavuus ennen valmistukseen julkaisua.

Siemensin 3D IC -ratkaisut sisältävät viisi työnkulkua, jotka tukevat arkkitehtonista suunnittelua ja analysointia, fyysistä suunnittelua ja todentamista, sähköanalyysiä, luotettavuusanalyysiä ja 3D IC -testin suunnittelua ja analyysitukea. Lisäksi käytettävissä on integroitu mekaanisen suunnittelun ja analyysin työnkulku, joka tukee mekaanista pakkaussuunnittelua ja järjestelmätason, lämpö-/mekaanisen allekirjoitustason analysointia. Vaikka Siemens sisältää kaikki tarvittavat työkalut kullekin työnkululle, modulaarinen arkkitehtuuri tukee parhaiden ja/tai vakiintuneiden asiakastyökalujen ja työnkulkujen integrointia.

Siemens tarjoaa luokkansa parhaat pakettisuunnittelu- ja 3D-pinon validointityökalut 3D-IC-suunnittelun työnkulkuissa. Integroitu sähkö- ja luotettavuustyönkulku tukee monikerroksisten 2,5/3D-mallien varhaista ennakointia, suunnittelua ja allekirjoitusanalyysiä. Testityönkulut helpottavat yhteistyötä paketti-/sirujen suunnittelutiimien välillä DFT/testitiimien kanssa, jotka hyödyntävät luokkansa parasta Siemensin monitiivisten DFT-työkalupakettia.

3D IC -tekniikka tarjoaa järjestelmäsuunnittelijalle lähes rajattoman joustavuuden jakaa suunnittelunsa sipleteiksi, joista jokainen on optimoitu kullekin toiminnolle parhaiten sopivassa IC-teknologiasolmussa. Arkkitehtisuunnittelun ja suunnittelun työnkulut helpottavat järjestelmän/RTL-suunnittelutiimien välistä yhteistyötä paketti-/sirusuunnittelutiimien kanssa, jotka hyödyntävät ennustavaa analyysiä optimaalisen arkkitehtuurin tehokkaaseen löytämiseen ennen kalliiden ja aikaa vievien suunnitteluiden käyttöönottoa mahdollisesti ei-optimaaliseen tai patologiseen suunnitteluun.

Suunnittelun sisäisen analyysin avulla fyysinen suunnittelu- ja sähkö- ja luotettavuusanalyysiryhmät voivat validoida suunnittelun toteutusvaiheissa ja havaita virheet ennen allekirjoitustarkastuksia, jotka suoritetaan fyysisen suunnittelun päätyttyä, jolloin vältetään uudelleenkäsittely ja siihen liittyvät aikataulun viivästykset.

Huolellinen, etukäteinen ja validoitu DFT/testin työnkulku mahdollistaa oikea-aikaisen testin käyttöönoton uuden tuotteen esittelyn aikana (NPI) ohjelman vaihe, joka mahdollistaa puolijohdetuotteiden aikaisemman pääsyn markkinoille.