Giải pháp thiết kế IC 3D

Thiết kế IC 3D là một mô hình thiết kế mới được thúc đẩy bởi lợi nhuận ngày càng giảm của việc mở rộng công nghệ IC. Thiết kế IC 3D tận dụng các công nghệ đóng gói tiên tiến mới cho phép tích hợp một hoặc nhiều chip vào một gói duy nhất. Chiplets là các mạch tích hợp (IC) được tối ưu hóa để tích hợp vào một gói duy nhất.

Thiết kế IC 3D yêu cầu tích hợp liền mạch các công cụ ECAD/MCAD đa miền trong một nền tảng thiết kế tích hợp cao, được gọi là quy trình làm việc IC 3D. Tận dụng danh mục rộng lớn các công cụ EDA và MCAD hàng đầu của Siemens, một bộ quy trình công việc toàn diện được cung cấp trải dài từ phân tích cấp hệ thống đến bàn giao sản xuất để trao quyền cho khách hàng thiết kế các thiết kế phức tạp dựa trên chip này.

Quy trình làm việc IC 3D cũng yêu cầu tích hợp chặt chẽ với một bộ bộ dụng cụ thiết kế toàn diện để cho phép thiết kế, tích hợp và lắp ráp các thiết kế IC 3D dựa trên chip. Để tạo ra một hệ sinh thái chiplet, Siemens đã dẫn đầu trong việc thúc đẩy các sáng kiến Bộ thiết kế IC 3D CDX/OCP (3DK) mới với sự hợp tác của các nhà cung cấp EDA khác. Siemens đang tài trợ và tích cực thúc đẩy việc áp dụng các tiêu chuẩn công nghiệp mới này bởi cơ quan tiêu chuẩn công nghiệp JEDEC và cam kết chính thức áp dụng các tiêu chuẩn mới này trong các công cụ và quy trình làm việc của mình.

Thiết kế IC 3D tích hợp nhiều khuôn, chẳng hạn như logic và bộ nhớ, vào một hệ thống duy nhất sử dụng xếp chồng dọc (ví dụ: TSV) hoặc các công nghệ đóng gói tiên tiến. Nó liên quan đến chức năng phân vùng thành các chiplet, xác định các kết nối die-to-die và tối ưu hóa hệ thống PPA & chi phí. Không giống như thiết kế SoC 2D truyền thống, thiết kế IC 3D yêu cầu xác minh cấp hệ thống về kết nối, tính toàn vẹn tín hiệu và nguồn điện, hành vi nhiệt và ứng suất cơ học trên toàn bộ ngăn xếp. Khi Định luật Moore chậm lại, thiết kế IC 3D rất quan trọng để cho phép hiệu suất, băng thông và hiệu quả năng lượng cao hơn để đáp ứng nhu cầu ứng dụng AI/HPC.

Siemens Innovator3D IC™ là một tập hợp các giải pháp thống nhất cho thiết kế dựa trên IC 2.5D/3D và chip. Innovator3D IC Integrator kết nối khám phá hệ thống ban đầu, lập kế hoạch, thiết kế và triển khai 3D, phân tích đa vật lý và ký kết nhiều khuôn, cho phép các nhóm thiết kế, xác thực và tối ưu hóa các hệ thống IC 3D từ khái niệm đến silicon.

Các giải pháp IC Innovator3D của Siemens hỗ trợ các thiết kế dựa trên IC 3D và chip thông qua một nền tảng thống nhất, điều khiển hệ thống kết nối kiến trúc, thiết kế, phân tích, xác minh và thử nghiệm trên toàn bộ hệ thống đa khuôn. Nó cho phép STCO sớm, triển khai thiết kế thống nhất, phân tích đa vật lý cấp hệ thống, xác minh và ký nhiều khuôn, đồng thời tích hợp DFT và tối ưu hóa năng suất. Bằng cách liên kết các quy trình công việc này thông qua bộ đôi kỹ thuật số 3D nhất quán, các giải pháp IC Innovator3D giúp các nhóm xác định rủi ro sớm hơn, tối ưu hóa PPA cấp hệ thống và giảm các chu kỳ thiết kế lại tốn kém.

Các giải pháp IC Innovator3D được xây dựng trên một hệ sinh thái mở và có thể tương tác với sự hỗ trợ tiêu chuẩn rộng rãi, bao gồm nhưng không giới hạn ở 3Dblox (IEEE P3537) để trao đổi dữ liệu thiết kế 3D, UCIe và BoW để kết nối die-to-die và IEEE 1838/IEEE 1687 để kiểm tra và truy cập nhiều khuôn. Buồng lái Innovator3D IC Integrator hỗ trợ các định dạng thiết kế khác nhau như GDSII, LEF/DEF, Verilog, ODB++, CSV, v.v.

Innovator3D IC Integrator buồng lái được thiết kế để tăng cường và tích hợp với các môi trường thiết kế hiện có. Kiến trúc mở của nó hỗ trợ các định dạng tiêu chuẩn và tương tác với các công cụ của bên thứ ba, cho phép các nhóm áp dụng các khả năng IC 3D cấp hệ thống mà không làm gián đoạn các luồng thiết kế silicon đã được thiết lập.

Siemens cung cấp các công cụ lập kế hoạch gói hàng và xác nhận ngăn xếp 3D tốt nhất trong quy trình công việc thiết kế IC 3D. Quy trình làm việc tích hợp về điện và độ tin cậy hỗ trợ dự đoán sớm, phân tích trong thiết kế và ký kết các thiết kế 2.5/3D nhiều lớp. Quy trình kiểm tra tạo điều kiện thuận lợi cho sự hợp tác giữa các nhóm thiết kế gói/chiplet với các nhóm DFT/kiểm tra, tận dụng bộ công cụ DFT đa khuôn tốt nhất của Siemens.

Công nghệ IC 3D cung cấp cho nhà thiết kế hệ thống sự linh hoạt gần như không giới hạn để phân chia thiết kế của họ thành các chiplet, mỗi chip được tối ưu hóa trong một nút công nghệ IC phù hợp nhất cho từng chức năng. Quy trình quy hoạch kiến trúc và quy trình thiết kế tạo điều kiện thuận lợi cho sự hợp tác giữa các nhóm thiết kế hệ thống/RTL với các nhóm thiết kế gói/chiplet tận dụng phân tích dự đoán để xây dựng một cách hiệu quả kiến trúc tối ưu trước khi triển khai cấy thiết kế tốn kém và tốn thời gian vào thiết kế có khả năng không tối ưu hoặc bệnh lý.

Phân tích trong thiết kế cho phép các nhóm thiết kế vật lý và phân tích điện/độ tin cậy xác nhận thiết kế trong giai đoạn thực hiện, phát hiện lỗi trước khi kiểm tra ký kết chạy khi hoàn thành thiết kế vật lý, do đó tránh được việc làm lại và sự chậm trễ lịch trình liên quan. Quy trình làm việc DFT/Kiểm tra cẩn thận, trước và được xác thực cho phép đưa ra thử nghiệm kịp thời trong giai đoạn giới thiệu sản phẩm mới (NPI) của chương trình cho phép gia nhập thị trường sớm hơn các sản phẩm bán dẫn.