Solutions de conception de circuits intégrés 3D et d'emballage

Le 3D IC est un nouveau paradigme de conception inspiré par les rendements décroissants de la mise à l'échelle de la technologie des circuits intégrés, alias la loi de Moore. Le circuit intégré 3D tire parti de nouvelles technologies d'emballage avancées qui permettent d'intégrer un ou plusieurs chiplets dans un seul boîtier. Les chiplets sont des circuits intégrés (CI) optimisés pour être intégrés dans un seul boîtier.

Les conceptions de circuits intégrés 3D nécessitent l'intégration fluide d'outils ECAD/MCAD multidomaines au sein d'une plateforme de conception hautement intégrée, appelée flux de travail de circuits intégrés 3D. S'appuyant sur le vaste portefeuille d'outils EDA et MCAD de pointe de Siemens, un ensemble complet de flux de travail est proposé, allant de la décomposition au niveau du système au transfert de fabrication, afin de permettre à ses clients de concevoir ces conceptions complexes basées sur des puces.

Les flux de travail des circuits intégrés 3D nécessitent également une intégration étroite à un ensemble complet de kits de conception pour permettre la conception, l'intégration et l'assemblage de conceptions de circuits intégrés 3D à base de puces. Pour créer un écosystème de puces, Siemens a pris l'initiative de lancer les nouvelles initiatives relatives aux kits de conception de circuits intégrés 3D (3DK) CDX/OCP en collaboration avec d'autres fournisseurs d'EDA. Siemens sponsorise et encourage activement l'adoption de ces nouvelles normes industrielles par l'organisme de normalisation JEDEC et s'engage à les adopter officiellement dans ses outils et ses flux de travail.

La technologie 3D IC permet une approche systémique pour décomposer un système ou un sous-système électronique en un système intégré à puce (SiP) qui offre des performances accrues, un moindre coût, un facteur de forme réduit et des variantes de produits plus flexibles et plus rentables.

Les flux de travail des circuits intégrés 3D de Siemens prennent en charge la planification/l'analyse architecturales, la planification/la vérification de la conception physique, les analyses électriques et de fiabilité, ainsi que l'assistance aux tests/diagnostics lors du transfert de la fabrication.

Les flux de travail intègrent et rétroannotent les résultats des analyses électriques/de fiabilité dans les outils de planification et de mise en œuvre de la conception, permettant aux concepteurs de réaliser des analyses prédictives précoces, en cours de conception et d'approbation. Cette nouvelle fonctionnalité d'analyse prédictive permet aux concepteurs de se faire une idée précoce des performances et de la fiabilité afin de faciliter l'exploration architecturale avant d'exécuter de nombreuses ressources de conception physique. Les analyses intégrées à la conception permettent aux équipes de conception d'effectuer des contrôles de manière interactive pendant le processus de conception et d'apporter les modifications nécessaires au design, plutôt que d'attendre que des contrôles d'approbation soient effectués sur les designs terminés. Les contrôles d'approbation sont effectués sur le design final afin de garantir la fonctionnalité, les performances et la fiabilité/fabricabilité des modèles avant leur mise en fabrication.

Les solutions 3D IC de Siemens incluent cinq flux de travail qui prennent en charge la planification et l'analyse architecturales, la conception et la vérification physiques, l'analyse électrique, l'analyse de fiabilité et la planification et l'analyse des tests de circuits intégrés 3D. De plus, un flux de travail intégré de conception et d'analyse mécaniques est disponible pour faciliter la conception des boîtiers mécaniques et l'analyse du niveau d'approbation thermique/mécanique. Bien que Siemens inclue tous les outils nécessaires pour les flux de travail respectifs, l'architecture modulaire permet d'intégrer des outils et des flux de travail supplémentaires, de premier ordre et/ou existants, pour les clients.

Siemens propose les meilleurs outils de planification des packages et de validation des piles 3D dans les flux de travail de conception de circuits intégrés 3D. Le flux de travail électrique et de fiabilité intégré permet une analyse prédictive précoce, en cours de conception et d'approbation des conceptions multicouches 2,5/3D. Les flux de travail de test facilitent la collaboration entre les équipes chargées de la conception des boîtiers et des puces, tandis que les équipes DFT/Test tirent parti de la meilleure suite d'outils DFT multipuces Siemens.

La technologie 3D offre aux concepteurs du système une flexibilité quasi illimitée pour partitionner leur conception en puces, chacune étant optimisée dans le nœud technologique le mieux adapté à chaque fonction. Les flux de travail de planification architecturale et de conception facilitent la collaboration entre les équipes de conception des systèmes/RTL et les équipes de conception des boîtiers et des puces tirent parti de l'analyse prédictive pour définir efficacement une architecture optimale avant de déployer une implantation coûteuse et fastidieuse sur un design potentiellement non optimal ou pathologique.

L'analyse en cours de conception permet aux équipes chargées de la conception physique et de l'analyse électrique/de la fiabilité de valider la conception pendant les phases de mise en œuvre, en détectant les erreurs avant les contrôles d'approbation effectués une fois la conception physique terminée, évitant ainsi les retouches et les retards de planification connexes.

Un flux de travail DFT/test minutieux, initial et validé permet d'introduire les tests en temps opportun pendant la phase d'introduction de nouveaux produits (NPI) du programme, permettant ainsi une entrée sur le marché des produits semi-conducteurs plus tôt.