ტექნოლოგიური ინოვაციების ტალღაში, ინტეგრირებული მიკროსქემის დიზაინის სფეროში გამოყენებულია რევოლუციური აზროვნების გზით.კონცეფციები, როგორიცაა კუბური IC (კუბური IC), იზოქრონული გადაცემის არეალი (ITA), ლიტუსის სივრცე (LITS) და ეფექტური ფუნქციური მოცულობა (EFV), რომლებიც პირველად ნახსენებია 2021 წლის 7 აგვისტოს, იმ დროისთვის საკმაოდ მოწინავე ჩანდა.რაც დრო გადის, ეს იდეები, რომლებიც ოდესღაც ფანტასტიკურად ითვლებოდა, თანდათანობით იპოვნეს საფუძველი რეალურ სამყაროში.ისევე, როგორც მურის კანონი წარმოუდგენელი იყო, როდესაც იგი პირველად შემოთავაზებული იყო, ახლა ჩვენ შეგვიძლია 100 მილიონზე მეტი ტრანზისტორი ინტეგრირება ერთ კვადრატულ მილიმეტრზე ნაკლები ჩიპების შესახებ.დღეს, ორი წლის შემდეგ, მე მაინც მჯერა, რომ ეს ინოვაციური იდეები ღირს სიღრმისეულად შესწავლა და მათ მკითხველს რეკომენდაცია.
1. ინტეგრირებული მიკროსქემის დიზაინის ინოვაცია სამგანზომილებიანი პერსპექტივიდან
ტრადიციული ფართომასშტაბიანი ინტეგრირებული წრე (IC) დიზაინში, დიზაინერები, როგორც წესი, ინტეგრირებენ მთელ ელექტრონულ სისტემას ერთ ჩიპზე, მათ შორის მიკროპროცესორი, ანალოგური IP ბირთვი, ციფრული IP ბირთვი და მეხსიერება ან Off-Chip შესანახი კონტროლის ინტერფეისი.ეს პროცესი ემყარება ორგანზომილებიანი ინტეგრაციის ტექნოლოგიას, რომლის დროსაც ყველა ტრანზისტორი ფუნქციონალური ერთეული მდებარეობს იმავე თვითმფრინავში.
ამასთან, რადგან სისტემის სირთულე იზრდება, ჩიპების არეალის ზრდა გარდაუვალი პრობლემა გახდა, რაც პირდაპირ გავლენას ახდენს ჩიპის მოსავლიანობაზე.გარდა ამისა, როგორც ტექნოლოგიური პროგრესი უახლოვდება ფიზიკურ ზღვრებს, მურის კანონის საზღვრები სულ უფრო აშკარა ხდება.შედეგად, ადამიანებმა დაიწყეს ახალი გადაწყვეტილებების ძებნა, როგორიცაა სისტემური შეფუთვა (SIP) და შეფუთვის მოწინავე ტექნოლოგია, ჩიპსეტი (ჩიპლეტი) და ჰეტეროგენული ინტეგრაციის ტექნოლოგია და ა.შ., რომლებიც მურის კანონის გაგრძელების გასაღები გახდა.
ამ კონტექსტში, ჩვენ შემოგვთავაზეთ ინოვაციური იდეა: ინტეგრირებული სქემების დაპროექტება სამგანზომილებიანი პერსპექტივიდან.მაგალითად, სისტემის ჩიპის (SOC) დიზაინის დიზაინის გათვალისწინებით, ჩვენ აღარ ვქმნით ყველა კომპონენტს იმავე ძაფის თვითმფრინავზე, მაგრამ ვანაწილებთ მათ სხვადასხვა დონეზე (სართულისისტემა.როგორც ქვემოთ მოცემულ ფიგურაშია ნაჩვენები, თითოეულ სართულს აქვს ტრანზისტორების ფენა და ერთმანეთთან არის დაკავშირებული მრავალ ფენის გაყვანილობის საშუალებით.სხვადასხვა სართულები ძირითადად ერთმანეთთან არის დაკავშირებული სილიკონის ვიას (TSV) და გადანაწილების ფენების საშუალებით (RDL).
ამ დიზაინის მეთოდი ნიშნავს, რომ სხვადასხვა სართულის წარმოება შესაძლებელია სხვადასხვა პროცესის კვანძების გამოყენებით, ხოლო იმავე დონეზე ტრანზისტორებმა უნდა გამოიყენონ იგივე პროცესი.ეს არ არის მხოლოდ ინტეგრირებული წრიული დიზაინის და მოწინავე შეფუთვის დიზაინის შერწყმა, არამედ ბრენდის ახალი დიზაინის კონცეფცია.სირთულე მდგომარეობს EDA ინსტრუმენტების ინოვაციასა და ადაპტაციაში.
2. ახალი ERA მოთხოვნები EDA ინსტრუმენტებისთვის
ტრადიციული IC განლაგების დიზაინის ინსტრუმენტები დიზაინის ტრანზისტორები, რეზისტორები და კონდენსატორები სილიკონის სუბსტრატზე და აცნობიერებენ მათ ურთიერთკავშირს მრავალ ფენის გაყვანილობის გზით.ამასთან, ახალი დიზაინის იდეის თანახმად, როდესაც მრავალჯერადი სართულია, ჩვენ არამარტო უნდა გავითვალისწინოთ სიგნალის ურთიერთკავშირი და გაყვანილობა სართულზე, არამედ სართულებს შორის ურთიერთკავშირი.
ეს მოითხოვს EDA ინსტრუმენტებს, რომ ჰქონდეთ სამგანზომილებიანი ქსელი და გაყვანილობის დიზაინის შესაძლებლობები, ასევე ქსელის ოპტიმიზაციის მრავალფუნქციური შესაძლებლობები.სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ამ ინსტრუმენტს უნდა შეეძლოს ქსელის კავშირების ოპტიმიზაცია ერთდროულად სივრცეში მრავალ განლაგებას შორის.მრავალჯერადი განლაგება შეიძლება არსებობდეს ვირტუალური დასტის სახით იმავე დიზაინის გარემოში, ან სხვადასხვა დიზაინის გარემოში, მაგრამ მათ შორის მონაცემების ურთიერთქმედება ერთნაირად უნდა იყოს კოორდინირებული და მართული.
ამჟამად ბაზარზე არ არსებობს EDA ინსტრუმენტები, რომლებიც სრულად აკმაყოფილებენ ამ მოთხოვნას, მაგრამ ინსტრუმენტები, რომლებიც ამ მოთხოვნას უახლოვდება, გაჩნდა მოწინავე შეფუთვის დიზაინის სფეროში, მაგალითად, მაღალი სიმკვრივის მოწინავე შეფუთვის დიზაინის ინსტრუმენტი HDAP.დიზაინის ინსტრუმენტების გარდა, EDA სიმულაციისა და გადამოწმების საშუალებები ასევე უნდა შეინარჩუნონ განვითარების ტემპს.პირველ რიგში, სიმულაციისა და გადამოწმების საშუალებებს უნდა შეეძლოთ მონაცემთა რთული მოდელების სწორად გაანალიზება.მეორეც, სიმულაციური საშუალებები უნდა გამოიყენონ უფრო ძლიერი ალგორითმები სიმულაციების შესასრულებლად და ზუსტი შედეგების მისაღებად, ხოლო გადამოწმების საშუალებებს უნდა უზრუნველყონ მონაცემების სიზუსტე და სიზუსტე დიზაინიდან წარმოებამდე.
დასკვნა:
იმის გამო, რომ ინტეგრირებული მიკროსქემის დიზაინის სფერო აგრძელებს განვითარებას და ცვლილებას, ჩვენ ვხვდებით შეუზღუდავი შესაძლებლობებისა და გამოწვევების წინაშე.ამ სტატიაში შემოთავაზებული სამგანზომილებიანი თვალსაზრისით ინტეგრირებული მიკროსქემის დიზაინის იდეა არა მხოლოდ ტრადიციული დიზაინის მეთოდების გამოწვევაა, არამედ თამამი ინოვაცია არსებული ტექნოლოგიისთვის.იგი ახდენს ინტეგრირებული მიკროსქემის დიზაინის სამომავლო მიმართულებას და მიგვიყვანს უფრო ეფექტური და რთული ელექტრონული დიზაინის ახალ ეპოქაში.მრავალი გამოწვევის მიუხედავად, ჩვენ გვაქვს მიზეზი, რომ გვჯეროდეს, რომ ტექნოლოგიის უწყვეტი წინსვლისა და ინოვაციით, ეს დღე რეალობად იქცევა.