U talasu tehnološke inovacije polje integrisanog dizajna kruga uveo je na revolucionarnom načinu razmišljanja.Pojmovi poput kubnog IC-a (kubični IC), izohronski prenosni prostor (ITA), Litus prostor (Lits) i efektivna funkcionalna volumena (EFV), koji su se prvi put spomirili u to vrijeme, činilo se prilično napredno.Ali kako vrijeme prolazi, ove ideje koje se nekada smatraju maštovitim postepeno su pronašle uporište u stvarnom svijetu.Baš kao što je Mooreov zakon bio nevjerovatan kada je prvi put predložen, sada možemo integrirati više od 100 miliona tranzistora na sitne čipove manjeg od jednog kvadratnog milimetara.Danas, dvije godine kasnije, još uvijek vjerujem da ove inovativne ideje vrijede ponovo istražiti dubinu i preporučiti ih čitaocima.
1. Integrirani dizajn kruga iz trodimenzionalne perspektive
U tradicionalnom dijelu integriranog kruga (IC) dizajneri obično integriraju cijeli elektronički sustav na jednom čipu, uključujući mikroprocesor, analogni IP Core, digitalni IP Core i memoriju ili isključivanje kontrolnog sučelja za pohranu.Ovaj se proces zasniva na dvodimenzionalnoj tehnologiji integracije u kojoj se nalaze sve tranzistorske funkcionalne jedinice na istoj ravnini.
Međutim, kao što su složenost sustava i dalje povećava, povećanje područja čipa postalo je neizbježan problem, koji direktno utječe na prinos čipa.Pored toga, kao što se tehnološki napredak prilazi fizičkim granicama, granice Moorevog zakona postaju sve vidljivije.Kao rezultat toga, ljudi su počeli tražiti nova rješenja, kao što su sistemski paket (SIP) i napredna tehnologija pakiranja, čipset (Chiplet) i heterogena tehnologija integracije itd., Koja su postali ključni zakon.
U tom su kontekstu, predložili inovativnu ideju: dizajniranje integriranih krugova iz trodimenzionalne perspektive.Uzimanje dizajna sustava na A-Chip-u (SOC) kao primer, više ne dizajniramo sve komponente na istoj avionima rezine, već ih distribuiramo na različitim nivoima (sprata) i kombiniraju ove nivoe da bi se oblikovao kompletan čipsistem.Kao što je prikazano na donjoj slici, svaka etaža ima sloj tranzistora i međusobno je povezan putem višeslojnog ožičenja.Različite etaže uglavnom su međusobno povezane putem silikonskih vijaka (TSV) i preraspodjele (RDL).
Ova metoda dizajna znači da se različite kata budu proizvedene koristeći različite procesne čvorove, dok tranzistori na istom nivou moraju koristiti isti postupak.Ovo nije samo fuzija integriranog dizajna kruga i naprednog dizajna ambalaže, već i potpuno novi koncept dizajna.Teškoća leži u inovacijama i adaptaciji EDA alata.
2. Novi zahtjevi ERA za alate EDA
Tradicionalni alati za dizajn IC izgleda dizajniraju tranzistore, otpornike i kondenzatore na silikonskoj podlozi i realiziraju svoju interkoneziju putem višeslojnog ožičenja.Međutim, pod novom dizajnerskom idejom, kada postoje više kata, ne smijemo samo uzeti u obzir međusobnu povezanost signala i ožičenje unutar kata, već i interkonekcije između katova.
Ovo zahtijeva EDA alate da imaju trodimenzionalnu mrežu i mogućnosti dizajna ožičenja, kao i mogućnosti optimizacije višestruke mreže.Drugim riječima, ovaj alat bi trebao biti u mogućnosti optimizirati mrežne veze između višestrukih rasporeda u prostoru istovremeno.Višestruki raspored može postojati u obliku virtualnih hrpa u istom dizajnerskom okruženju, ili u različitim dizajnerskim okruženjima, ali interakcija podataka između njih trebaju biti koordinirana i upravljana jednolično.
Trenutno nema alata EDA na tržištu koji u potpunosti ispunjavaju ovu potražnju, ali alati koji se približavaju ovoj potražnji pojavili su se u području naprednog dizajna ambalaže, poput naprednog dizajna dizajna dizajna visokog gustoće.Pored dizajnerskih alata, EDA simulacijski i verifikacijski alati moraju se držati i tempom razvoja.Prvo, alati za simulaciju i verifikaciju moraju biti u mogućnosti ispravno raščlaniti složene modele podataka.Drugo, alati simulacije trebaju koristiti snažnije algoritme za izvođenje simulacija i dobivanje tačnih rezultata, dok alati za provjeru trebaju osigurati tačnost i preciznost podataka iz dizajna do proizvodnje.
Zaključak:
Kako se polje integriranog dizajna kruga i dalje razvija i mijenja, suočeni smo s neograničenim mogućnostima i izazovima.Integrirani dizajn dizajna kruga iz trodimenzionalne perspektive predložene u ovom članku nije samo izazov za tradicionalne metode dizajna, već i podebljana inovacija postojeće tehnologije.Naglašava budući smjer integriranog dizajna kruga i vodit će nas u novu eru efikasnijeg i složenijeg elektronskog dizajna.Uprkos mnogim izazovima, imamo razloga vjerovati da će sa kontinuiranim napredovanjem i inovacijama tehnologije ovaj dan postati stvarnost.