Solutions de conception de circuits intégrés 3D

La conception de circuits intégrés 3D est un nouveau paradigme de conception inspiré par les rendements décroissants de la mise à l'échelle de la technologie des circuits intégrés. La conception de circuits intégrés 3D s'appuie sur de nouvelles technologies d'emballage avancées qui permettent d'intégrer une ou plusieurs puces 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 conception de circuits intégrés 3D intègre plusieurs puces, telles que la logique et la mémoire, dans un seul système en utilisant l'empilement vertical (par exemple, les TSV) ou des technologies d'emballage avancées. Cela implique de partitionner les fonctionnalités en puces, de définir des interconnexions puce à puce et d'optimiser le PPA et les coûts du système. Contrairement à la conception de SoC 2D traditionnelle, la conception de circuits intégrés 3D nécessite une vérification au niveau du système de la connectivité, de l'intégrité du signal et de l'alimentation, du comportement thermique et des contraintes mécaniques sur l'ensemble de la pile. Alors que la loi de Moore ralentit, la conception de circuits intégrés 3D est essentielle pour améliorer les performances, la bande passante et l'efficacité énergétique afin de répondre aux demandes des applications d'IA et de HPC.

Siemens Innovator3D IC™ est un ensemble de solutions unifiées pour la conception de circuits intégrés 2,5D/3D et de puces. Innovator3D IC Integrator associe l'exploration précoce des systèmes, la planification, la conception et la mise en œuvre 3D, l'analyse multiphysique et l'approbation de plusieurs puces, permettant aux équipes de concevoir, de valider et d'optimiser des systèmes de circuits intégrés 3D, du concept au silicium.

Les solutions Innovator3D IC de Siemens prennent en charge les conceptions 3D basées sur des circuits intégrés et des puces via une plateforme unifiée pilotée par le système qui relie l'architecture, la conception, l'analyse, la vérification et les tests sur l'ensemble du système multi-puces. Il permet une STCO précoce, la mise en œuvre d'une conception unifiée, une analyse multiphysique au niveau du système, une vérification et une approbation multi-puces, ainsi qu'une DFT intégrée et une optimisation du rendement. En reliant ces flux de travail via un jumeau numérique 3D cohérent, les solutions Innovator3D IC aident les équipes à identifier les risques plus tôt, à optimiser le PPA au niveau du système et à réduire les cycles de refonte coûteux.

Les solutions Innovator3D IC reposent sur un écosystème ouvert et interopérable prenant en charge de nombreuses normes, notamment 3Dblox (IEEE P3537) pour l'échange de données de conception 3D, UCIe et BoW pour l'interconnectivité entre puces, et IEEE 1838/IEEE 1687 pour les tests et l'accès à plusieurs puces. Le poste de pilotage de l'intégrateur de circuits intégrés Innovator3D prend en charge différents formats de conception tels que GDSII, LEF/DEF, Verilog, ODB++, CSV, etc.

L'intégrateur de circuits intégrés Innovator3D du poste de pilotage est conçu pour compléter et intégrer les environnements de conception existants. Son architecture ouverte prend en charge les formats standard et interagit avec des outils tiers, permettant aux équipes d'adopter des fonctionnalités de circuits intégrés 3D au niveau du système sans perturber les flux de conception de silicium établis.

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 de conception des boîtiers et des puces et les équipes de test DFT, en tirant 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.