У хвалі тэхналагічных інавацый поле інтэграванага дызайну схемы ўвяла рэвалюцыйны спосаб мыслення.Такія паняцці, як кубічны IC (кубічны IC), ізахронны перанос (ITA), Litus Space (LITS) і эфектыўны функцыянальны аб'ём (EFV), якія ўпершыню былі згаданыя 7 жніўня 2021 года, у той час здавалася даволі прасунутай.Але з цягам часу гэтыя ідэі, якія калісьці лічыліся мудрагелістымі, паступова знайшлі замацаванне ў рэальным свеце.Гэтак жа, як закон Мура быў неверагодным, калі быў упершыню прапанаваны, мы можам інтэграваць больш за 100 мільёнаў транзістараў на малюсенькія чыпсы менш за адзін квадратны міліметр.Сёння, праз два гады, я па -ранейшаму лічу, што гэтыя інавацыйныя ідэі варта зноў глыбока вывучыць і рэкамендаваць іх чытачам.
1. Інавацыі інтэграванага дызайну схемы з трохмернай перспектывы
У традыцыйнай маштабнай інтэграванай канструкцыі (IC) дызайнеры звычайна інтэгруюць усю электронную сістэму на адзін чып, уключаючы мікрапрацэсар, аналагавы IP-ядро, лічбавы IP-ядро і памяць альбо Off-чып-інтэрфейс кантролю захоўвання.Гэты працэс заснаваны на двухмернай тэхналогіі інтэграцыі, у якой усе транзістарныя функцыянальныя адзінкі размешчаны на адной плоскасці.
Аднак, паколькі складанасць сістэмы працягвае павялічвацца, павелічэнне плошчы чыпа стала непазбежнай праблемай, што непасрэдна ўплывае на выхад чыпа.Акрамя таго, калі тэхналагічны прагрэс набліжаецца да фізічных межаў, межы закона Мура становяцца ўсё больш відавочнымі.У выніку людзі пачалі шукаць новыя рашэнні, такія як сістэма ўпакоўкі (SIP) і перадавыя тэхналогіі ўпакоўкі, чыпсэт (Chiplet) і неаднародная тэхналогія інтэграцыі і г.д., якія сталі ключом да працягу закона Мура.
У гэтым кантэксце мы прапанавалі інавацыйную ідэю: распрацоўка комплексных схем з трохмернай пункту гледжання.У якасці прыкладу, прымаючы дызайн сістэмы на чып (SOC), мы больш не распрацоўваем усе кампаненты на адной плоскасці пласціны, але распаўсюджвае іх на розных узроўняСістэма.Як паказана на малюнку ніжэй, у кожным паверсе ёсць пласт транзістараў і ўзаемазвязаны праз шматслаёвую праводку.Розныя паверхі ў асноўным узаемазвязаны праз крэмніевыя VIA (TSV) і пласты пераразмеркавання (RDL).
Гэты метад дызайну азначае, што розныя паверхі могуць вырабляцца з выкарыстаннем розных вузлоў працэсаў, у той час як транзістары на адным узроўні павінны выкарыстоўваць той жа працэс.Гэта не толькі зліццё інтэграванага дызайну схем і ўдасканаленага дызайну ўпакоўкі, але і зусім новая канцэпцыя дызайну.Складанасць заключаецца ў інавацыях і адаптацыі інструментаў EDA.
2. Новыя патрабаванні да інструментаў EDA
Традыцыйныя інструменты дызайну макета IC распрацоўваюць транзістары, рэзістары і кандэнсатары на падкладцы крэмнію і рэалізуюць іх узаемасувязь праз шматслаёвую праводку.Аднак пры новай ідэі дызайну, калі ёсць некалькі паверхаў, мы павінны не толькі разгледзець узаемасувязь і праводку сігналу ў межах паверха, але і ўзаемасувязі паміж паверхамі.
Гэта патрабуе, каб інструменты EDA мелі трохмерныя магчымасці праектавання сеткі і праводкі, а таксама магчымасці аптымізацыі сеткі.Іншымі словамі, гэты інструмент павінен мець магчымасць аптымізаваць сеткавыя злучэнні паміж некалькімі макетамі ў прасторы адначасова.Некалькі макетаў могуць існаваць у выглядзе віртуальных стэкаў у тым жа дызайнерскім асяроддзі альбо ў розных дызайнерскіх умовах, але ўзаемадзеянне дадзеных паміж імі трэба ўзгадняць і кіраваць раўнамерна.
У цяперашні час на рынку няма інструментаў EDA, якія цалкам адпавядаюць гэтаму патрабаванню, але інструменты, якія набліжаюцца да гэтага попыту, узніклі ў галіне прасунутай канструкцыі ўпакоўкі, напрыклад, HDAP для дызайну высокай шчыльнасці HDAP.У дадатак да інструментаў дызайну, мадэляванне EDA і інструменты праверкі таксама павінны не адставаць ад тэмпаў развіцця.Па -першае, інструменты мадэлявання і праверкі павінны мець магчымасць правільна разбіваць складаныя мадэлі дадзеных.Па -другое, інструменты для мадэлявання павінны выкарыстоўваць больш магутныя алгарытмы для выканання мадэлявання і атрымання дакладных вынікаў, у той час як інструменты праверкі павінны забяспечыць дакладнасць і дакладнасць дадзеных ад дызайну да вытворчасці.
Заключэнне:
Паколькі поле інтэграванага дызайну схемы працягвае развівацца і змяняцца, мы сутыкаемся з неабмежаванымі магчымасцямі і праблемамі.Ідэя ўбудаванай канструкцыі схемы з трохмернай перспектывы, прапанаванай у гэтым артыкуле, з'яўляецца не толькі праблемай традыцыйных метадаў дызайну, але і смелым новаўвядзеннем для існуючых тэхналогій.Ён прадвесціць будучы кірунак інтэграванага дызайну схем і прывядзе нас у новую эру больш эфектыўнага і складанага электроннага дызайну.Нягледзячы на шматлікія праблемы, у нас ёсць падставы меркаваць, што пры пастаянным прасоўванні і інавацыях у тэхналогіі гэты дзень стане рэальнасцю.