Soluções de design 3D IC

O design 3D IC é um novo paradigma de design impulsionado pelos retornos decrescentes do dimensionamento da tecnologia IC. O design 3D IC aproveita novas tecnologias de embalagem avançadas que permitem a integração de um ou mais chips num único pacote. Chiplets são circuitos integrados (IC) optimizados para integração num único pacote.

Os projetos de IC 3D exigem a integração perfeita de ferramentas ECAD/MCAD de vários domínios dentro de uma plataforma de design altamente integrada, referida como fluxos de trabalho 3D IC. Aproveitando o amplo portfólio da Siemens de ferramentas líderes de EDA e MCAD, é oferecido um conjunto abrangente de fluxos de trabalho que abrangem todo o espectro desde a decomposição no nível do sistema até a transferência de fabricação para capacitar os seus clientes a projetar esses designs complexos baseados em chipets.

Os fluxos de trabalho de IC 3D também exigem uma integração estreita com um conjunto abrangente de kits de design para permitir o design, a integração e a montagem de projetos de IC 3D baseados em chiplet. Para permitir um ecosystem de chiplet, a Siemens assumiu a liderança na condução das novas iniciativas CDX/OCP 3D IC Design Kits (3DK) em colaboração com outros fornecedores de EDA. A Siemens está a patrocinar e a conduzir ativamente a adoção destes novos padrões da indústria pelo organismo de normalização da indústria JEDEC e está empenhada em adotar formalmente estes novos padrões nas suas ferramentas e fluxos de trabalho.

O design 3D IC integra várias matrizes, como lógica e memória, num único sistema utilizando empilhamento vertical (por exemplo, TVS) ou tecnologias avançadas de embalagem. Envolve particionar a funcionalidade em chiplets, definir interconexões die-to-die e otimizar o PPA e o custo do sistema. Ao contrário do design tradicional de SoC 2D, o design 3D IC requer verificação em nível de sistema de conectividade, integridade de sinal e energia, comportamento térmico e stress mecânico em toda a pilha. À medida que a Lei de Moore diminui, o design 3D IC é fundamental para permitir um maior desempenho, largura de banda e eficiência energética para satisfazer as exigências de aplicações de IA/HPC.

O Siemens Innovator3D IC™ é um conjunto de soluções unificadas para IC 2.5D/3D e design baseado em chipset. O Innovator3D IC Integrator conecta a exploração inicial do sistema, o planeamento, o design e implementação 3D, a análise multifísica e a desativação multimatriz, permitindo que as equipas projetem, validem e otimizem sistemas 3D IC do conceito ao silício.

As soluções Innovator3D IC da Siemens suportam IC 3D e designs baseados em chips através de uma plataforma unificada e orientada pelo sistema que conecta arquitetura, design, análise, verificação e teste em todo o sistema multimatriz completo. Permite STCO inicial, implementação unificada de design, análise multifísica no nível do sistema, verificação e aprovação de vários matrizes e DFT integrado e otimização de rendimento integrado. Ao ligar estes fluxos de trabalho através de um gémeo digital 3D consistente, as soluções Innovator3D IC ajudam as equipas a identificar riscos mais cedo, otimizar o PPA a nível do sistema e reduzir os dispendiosos ciclos de redesenho.

As soluções Innovator3D IC são construídas sobre um ecosystem aberto e interoperável com amplo suporte a padrões, incluindo, mas não se limitando a 3Dblox (IEEE P3537) para troca de dados de design 3D, UCIe e BoW para interconectividade die-to-die e IEEE 1838/IEEE 1687 para teste e acesso multi-matriz. O cockpit do Innovator3D IC Integrator suporta vários formatos de design tais como GDSII, LEF/DEF, Verilog, ODB++, CSV, etc.

O cockpit Innovator3D IC Integrator foi concebido para aumentar e integrar com ambientes de design existentes. A sua arquitetura aberta suporta formatos padrão e interopera com ferramentas de terceiros, permitindo que as equipas adotem capacidades 3D IC a nível do sistema sem interromper os fluxos de design de silício estabelecidos.

A Siemens oferece as melhores ferramentas de planeamento de pacotes e validação de pilha 3D nos fluxos de trabalho de design 3D IC. O fluxo de trabalho elétrico e de fiabilidade integrado suporta análises preditivas antecipadas, no projeto e aprovação de projetos multi-camadas 2.5/3D. Os fluxos de trabalho de teste facilitam a colaboração entre as equipas de design de pacotes/chiplet com as equipas de DFT/teste, aproveitando o melhor conjunto de ferramentas Siemens multi-die DFT da categoria.

A tecnologia 3D IC oferece ao projetista do sistema flexibilidade quase ilimitada para particionar o seu design em chiplets, cada um otimizado num nó de tecnologia IC mais adequado para cada função. Os fluxos de trabalho de planeamento e design de arquitectura facilitam a colaboração entre as equipas de design do sistema/RTL com as equipas de design de pacotes/chiplet, alavancando a análise preditiva para incorporar eficientemente uma arquitectura ideal antes de implementar uma implantação de design cara e demorada em projetos potencialmente não ideais ou patológicos.

A análise no projeto permite que as equipas de design físico e análise elétrica/de fiabilidade validem o projeto durante as fases de implementação, detectando erros antes das verificações de aprovação executadas após a conclusão do projeto físico, evitando assim o retrabalho e atrasos relacionados no cronograma. O fluxo de trabalho de DFT/teste cuidadoso, inicial e validado permite a apresentação de testes atempada durante a fase de introdução do novo produto (NPI) do programa, permitindo a entrada mais cedo no mercado de produtos semicondutores.