Dans le monde du génie électrique, un solveur de champ est un logiciel de simulation électromagnétique qui permet de prédire et d'analyser avec précision le comportement des champs électriques et des ondes électromagnétiques sur un circuit intégré. Plutôt que de s'appuyer sur des modèles simplifiés ou des calculs théoriques, un solveur de terrain utilise des méthodes numériques avancées pour simuler les interactions 3D entre les charges électriques, les courants et les matériaux.

XactView permet de visualiser le design 3D du Calibre XAct au format 3D

L'extraction parasitaire est le processus qui consiste à calculer la capacité, la résistance et l'inductance des fils d'interconnexion métalliques d'un dispositif à semi-conducteur. Ces effets parasites sont dus au comportement non idéal des fils, des transistors et d'autres composants, et peuvent avoir un impact significatif sur les performances et la fiabilité d'une puce.

Certains solveurs électromagnétiques (EM) fonctionnent bien grâce à la conception de puces, ce qui permet une extraction des parasites plus précise. Le solveur EM s'intègre à un outil Layout vs Schematic (LVS), de sorte que les paramètres de l'appareil sont calculés par LVS et que les parasites sont mesurés à l'aide d'un solveur de terrain.

Les circuits intégrés (CI) devenant de plus en plus complexes, les concepteurs ont de plus en plus de mal à garantir un fonctionnement précis et fiable. L'un des aspects critiques à cet égard est l'extraction parasitaire, le processus qui permet de déterminer les effets de structures physiques telles que les fils, les transistors et les condensateurs sur les performances des circuits. Sans extraction précise des parasites, les concepteurs risquent de réduire les performances, d'augmenter la consommation d'énergie et même de subir une panne catastrophique. En tenant compte des effets parasites pendant le processus de conception, les ingénieurs peuvent optimiser les performances des circuits et minimiser le risque d'erreurs coûteuses. L'extraction parasitaire est un outil essentiel dans la conception de circuits intégrés modernes, car elle permet aux ingénieurs de créer des puces qui fonctionnent de manière efficace et fiable dans un large éventail d'applications.

Parmi les éléments parasites couramment extraits, citons les résistances (R), les inducteurs (L) et les condensateurs (C). Ces éléments proviennent des propriétés inhérentes aux matériaux utilisés dans la construction des appareils et circuits électroniques.

La capacité peut provoquer un couplage indésirable entre les différentes parties du circuit et réduire les performances en haute fréquence. L'inductance peut retarder le signal et réduire les performances en haute fréquence, tandis que la résistance peut entraîner des pertes de puissance, des chutes de tension et des problèmes thermiques. Ces effets peuvent réduire l'efficacité énergétique, la diaphonie et le rapport signal/bruit, et entraîner des dysfonctionnements, ce qui peut avoir un impact négatif sur les performances des puces.

La capacité parasite fait référence à la capacité qui existe involontairement entre deux conducteurs. Cette capacité est fonction de la proximité des conducteurs, de leur surface et de la constante diélectrique entre eux. L'impact de la capacité parasite peut être important, faussant les signaux électroniques et ralentissant les performances des circuits. Comme il est souvent difficile d'éliminer complètement cette capacité, les ingénieurs doivent trouver des moyens d'en atténuer les effets en prenant soin de la conception et de la disposition.

La résistance parasitaire se produit lorsqu'une résistance indésirable est présente dans le circuit en raison des connexions, des composants ou de la configuration du circuit. La résistance aux parasites dépend du type de métal, de la largeur et de l'épaisseur de l'interconnexion métallique.

L'inductance est une propriété fondamentale d'un circuit électrique, et elle mesure la capacité d'un objet à générer une force électromotrice (CEM) en réponse à une variation du courant électrique qui le traverse. L'unité physique de mesure de l'inductance est le Henry. L'inductance décrit essentiellement la mesure dans laquelle un circuit s'oppose aux variations du courant électrique qui le traverse. Plus un circuit est inductif, plus il résiste.

« Calibre xL » Extraction du Calibre xL | Siemens Software calcule l'inductance parasite et est intégré à Calibre xAct, Calibre xAct 3D et Calibre xRC pour fournir une netlist RLC unifiée.

L'analyse des ondes complètes est une approche qui permet de résoudre l'ensemble des équations de Maxwell sans aucune hypothèse simplificatrice. Les champs décrits par ces équations varient généralement dans le temps et dépendent de la fréquence, ce qui rend leur analyse précise difficile. Les solveurs à ondes complètes sont généralement utilisés pour des structures telles que les antennes et les lignes de transmission fonctionnant à haute fréquence.

Non, Calibre xAct 3D n'est pas un solveur Full Wave. C'est un solveur de champs capacitifs. Contrairement à un solveur Full Wave dont la capacité est très faible, Calibre xAct 3D peut fonctionner sur une puce complète. Il est intégré au Calibre xL pour fournir de l'inductance et au Calibre xAct pour fournir de la résistance. Il est généralement utilisé pour calculer les parasites d'un circuit intégré analogique, RF ou numérique.

Oui, vous pouvez exécuter Calibre xAct 3D sur une puce complète. Par exemple, pour une mémoire de 12 nm avec 513 000 réseaux, le Calibre xAct 3D en mode RCC a mis 2,1 heures à fonctionner sur 16 processeurs.

Pour exécuter Calibre xAct 3D, vous avez besoin d'une licence Calibre xAct 3D, du schéma de conception et de la mise en page, ainsi que d'un jeu de règles Calibre xRC ou Calibre xAct téléchargé depuis le site web de la fonderie.

Oui, Calibre xAct 3D est intégré à Virtuoso. Au début de la course, utilisez l'interface graphique interactive de Calibre, et le débogage des parasites se fait avec Calibre RVE, qui permet de mettre en évidence les parasites sur la mise en page. La sortie parasite est au format Calibre View, qui est une vue graphique extraite.

Oui, Calibre xAct 3D intègre de nombreux algorithmes de réduction, notamment la réduction basée sur la fréquence, la réduction basée sur les seuils, la réduction par réduction et la réduction du remplissage métallique.