Tehnoloogiliste uuenduste laines on integreeritud vooluringi disaini valdkond käivitanud revolutsioonilise mõtteviisi.Sellised mõisted nagu kuup IC (kuup IC), isokroonne ülekandepind (ITA), litsusruum (LITS) ja efektiivne funktsionaalne maht (EFV), mida esmakordselt mainiti 7. augustil 2021, tundusid sel ajal üsna arenenud.Kuid aja möödudes on need ideed, mida kunagi väljamõeldud peeti, järk -järgult leitud reaalses maailmas.Nii nagu Moore'i seadus oli esmakordselt välja pakutud, saame nüüd integreerida enam kui 100 miljonit transistori pisikestele kiipidele, kus on vähem kui üks ruut millimeeter.Täna, kaks aastat hiljem, usun endiselt, et neid uuenduslikke ideid tasub uuesti põhjalikult uurida ja soovitada neid lugejatele.
1. Integreeritud vooluringi kujundamise innovatsioon kolmemõõtmelisest vaatenurgast
Traditsioonilises suuremahulises integreeritud vooluahela (IC) kujunduses integreerivad disainerid tavaliselt kogu elektroonilise süsteemi ühele kiibile, sealhulgas mikroprotsessor, analoog IP-südamik, digitaalne IP-südamik ja mälu või kiibivälise salvestusruumi juhtimisliidese ootamine.See protsess põhineb kahemõõtmelisel integratsioonitehnoloogial, kus kõik transistori funktsionaalsed seadmed asuvad samal tasapinnal.
Kuna süsteemi keerukus kasvab jätkuvalt, on kiibiala suurenemine muutunud vältimatuks probleemiks, mis mõjutab otseselt kiibi saaki.Lisaks, kui tehnoloogiline areng läheneb füüsilistele piiridele, on Moore'i seaduse piirid üha enam ilmne.Selle tulemusel hakkasid inimesed otsima uusi lahendusi, nagu süsteem-pakkimine (SIP) ja täiustatud pakenditehnoloogia, kiibistik (kiip) ja heterogeenne integratsioonitehnoloogia jne, millest on saanud Moore'i seaduse jätkamise võti.
Selles kontekstis pakkusime välja uuendusliku idee: integreeritud vooluringide kujundamine kolmemõõtmelisest vaatenurgast.Võttes näitena süsteemis oleva Chip (SOC) kujunduse, ei kujunda me enam kõiki komponente samal vahvlitasandil, vaid jaotame need erinevatel tasanditel (süsteem.Nagu on näidatud alloleval joonisel, on igal korrusel transistoride kiht ja see on ühendatud mitmekihilise juhtmestiku kaudu.Erinevad korrused on peamiselt ühendatud räni VIA (TSV) ja ümberjagamiskihtide (RDL) kaudu.
See kujundusmeetod tähendab, et erinevaid kortereid saab toota erinevate protsessisõlmede abil, samal ajal kui samal tasemel olevad transistorid peavad kasutama sama protsessi.See pole mitte ainult integreeritud vooluahela disaini ja täiustatud pakendi kujunduse sulandumine, vaid ka uhiuue disaini kontseptsioon.Raskus seisneb EDA tööriistade innovatsioonis ja kohandamisel.
2. Uued ajastu nõuded EDA tööriistadele
Traditsioonilised IC-paigutuse kujundamise tööriistad disainid transistorid, takistid ja kondensaatorid räni substraadil ja realiseerivad nende ühendamist mitmekihilise juhtmestiku kaudu.Uue kujundussidee kohaselt peame aga kortereid mitu korda arvestama mitte ainult signaali sidumise ja juhtmetega korruses, vaid ka korteritoodete vahelise ühendusega.
See nõuab EDA tööriistade kolmemõõtmelise võrgu ja juhtmestiku kujundamise võimalusi, aga ka mitmekihilise võrgu optimeerimise võimalusi.Teisisõnu, see tööriist peaks olema võimeline optimeerima võrguühendusi korraga ruumis mitme paigutuse vahel.Virtuaalsete virnade kujul võivad samas disainikeskkonnas või erinevates disainikeskkondades esineda mitu paigutust, kuid nendevaheline andmete koostoime tuleb koordineerida ja ühtlaselt hallata.
Praegu ei ole turul EDA tööriistu, mis sellele nõudlusele täielikult vastaksid, kuid selle nõudluse lähedased tööriistad on tekkinud täiustatud pakendi kujunduse valdkonnas, näiteks suure tihedusega täiustatud pakendite disaini tööriista HDAP.Lisaks disaini tööriistadele peavad EDA simulatsiooni- ja kontrollimisriistad olema ka arengutempoga sammu pidanud.Esiteks peavad simulatsiooni- ja kontrollimisriistad olema võimelised keerulisi andmemudeleid õigesti sõitma.Teiseks peavad simulatsiooni tööriistad kasutama simulatsioonide tegemiseks ja täpsete tulemuste saamiseks võimsamaid algoritme, samal ajal kui kontrollimisvahendid peavad tagama andmete täpsuse ja täpsuse kavandamisest tootmiseni.
Järeldus:
Kuna integreeritud vooluringi disaini valdkond areneb ja muutub, seisame silmitsi piiramatute võimaluste ja väljakutsetega.Selles artiklis pakutud kolmemõõtmelisest vaatenurgast pärit integreeritud vooluringi kujundamise idee pole mitte ainult traditsiooniliste disainimeetodite väljakutse, vaid ka julge uuendus olemasoleva tehnoloogia jaoks.See kuulutab integreeritud vooluringi kujundamise tulevast suunda ja viib meid tõhusama ja keerukama elektroonilise disaini uude ajastusse.Vaatamata paljudele väljakutsetele on meil põhjust arvata, et pideva tehnoloogia edenemise ja uuendusega saab see päev reaalsuseks.