3D IC-design och förpackningslösningar

3D IC är ett nytt designparadigm som drivs av den minskande avkastningen av IC-teknikskalning, AKA Moore's Law. 3D IC utnyttjar nya avancerade förpackningstekniker som möjliggör integration av en eller flera chipletter i ett enda paket. Chiplets är integrerade kretsar (IC) optimerade för integration i ett enda paket.

3D IC-konstruktioner kräver sömlös integration av ECAD/MCAD-verktyg med flera domäner inom en mycket integrerad designplattform, kallad 3D IC-arbetsflöden. Genom att utnyttja Siemens breda portfölj av ledande EDA- och MCAD-verktyg erbjuds en omfattande uppsättning arbetsflöden som spänner över spektrumet från nedbrytning på systemnivå till tillverkningshantering för att ge kunderna möjlighet att utforma dessa komplexa, chipletbaserade konstruktioner.

3D IC-arbetsflödena kräver också tät integration med en omfattande uppsättning designsatser för att möjliggöra design, integration och montering av chipletbaserade 3D IC-konstruktioner. För att möjliggöra ett chiplet-ekosystem har Siemens tagit ledarskap när det gäller att driva de nya CDX/OCP 3D IC Design Kits (3DK) -initiativen i samarbete med andra EDA-leverantörer. Siemens sponsrar och driver aktivt införandet av dessa nya industristandarder av JEDEC branschstandardiseringsorgan och har åtagit sig att formellt anta dessa nya standarder i sina verktyg och arbetsflöden.

3D IC-teknik möjliggör ett systembaserat tillvägagångssätt för att sönderdela ett elektroniskt system eller delsystem till ett chiplettbaserat system i paketdesign (SiP) som erbjuder ökad prestanda, lägre kostnad, reducerad formfaktor och mer flexibla, kostnadseffektiva produktvarianter.

Siemens 3D IC-arbetsflöden stöder arkitektonisk planering/analys, fysisk designplanering/verifiering, elektrisk och tillförlitlighetsanalys och test/diagnostiskt stöd genom tillverkningsöverlämning.

Arbetsflödena integrerar och backannoterar resultaten av elektrisk/tillförlitlighetsanalys i designplanerings-/implementeringsverktygen, vilket gör det möjligt för designers att köra tidiga prediktiva analyser, in-design och signeringsanalyser. Denna nya prediktiva analysfunktion ger designers en tidig titt på prestanda och tillförlitlighet för att underlätta arkitektonisk utforskning innan de utför omfattande fysiska designresurser. In-designanalyser gör det möjligt för designteam att interaktivt köra kontroller under designprocessen och göra designändringar efter behov snarare än att vänta på att signeringskontroller körs på färdiga konstruktioner. Signeringskontrollerna körs på den slutliga designen för att säkerställa funktionalitet, prestanda och tillförlitlighet/tillverkningsbarhet för designexemplaren innan de släpps till tillverkning.

Siemens 3D IC-lösningar inkluderar fem arbetsflöden som stöder arkitektonisk planering och analys, fysisk design och verifiering, elektrisk analys, tillförlitlighetsanalys och 3D IC-testplanering och analysstöd. Dessutom finns ett integrerat arbetsflöde för mekanisk design och analys tillgängligt för att stödja mekanisk paketdesign och systemnivå, termisk och mekanisk signoffnivåanalys. Även om Siemens inkluderar alla nödvändiga verktyg för respektive arbetsflöden, stöder den modulära arkitekturen integrationen av ytterligare bästa klass och/eller befintliga kundverktyg och arbetsflöden.

Siemens erbjuder klassens bästa paketplanering och 3D-stackvalideringsverktyg i 3D IC-designarbetsflödena. Det integrerade arbetsflödet för el och tillförlitlighet stöder tidig prediktiv analys, indesign och signeringsanalys av 2,5/3D-konstruktioner i flera lager. Testarbetsflödena underlättar samarbete mellan paket-/chiplettdesignteamen med DFT/testteamen som utnyttjar Siemens multi-die DFT-verktygssvit i klassen.

3D IC-teknik erbjuder systemdesignern nästan obegränsad flexibilitet att dela upp sin design i chipletter som var och en optimeras i en IC-tekniknod som passar bäst för varje funktion. De arkitektoniska planerings- och designarbetsflödena underlättar samarbetet mellan system/RTL-designteamen med paket-/chiplettdesignteamen som utnyttjar prediktiv analys för att effektivt komma in på en optimal arkitektur innan dyr och tidskrävande designiplantation implementeras på potentiellt icke-optimal eller patologisk design.

Analys i konstruktionen gör det möjligt för den fysiska konstruktions- och elektrisk/tillförlitlighetsanalysgrupperna att validera konstruktionen under implementeringsfaserna och upptäcka fel innan signeringskontroller körs när den fysiska konstruktionen är klar, vilket undviker omarbetning och relaterade tidsfördröjningar.

Noggrant, avancerat och validerat DFT/testarbetsflöde möjliggör snabb testning under den nya produktintroduktionen (NPI) fas i programmet som möjliggör tidigare marknadsinträde för halvledarprodukter.