U valu tehnoloških inovacija, polje integriranog dizajna kruga pokrenulo je revolucionarni način razmišljanja.Koncepti kao što su kubični IC (kubični IC), područje izohronog prijenosa (ITA), Litus Space (LITS) i učinkovit funkcionalni volumen (EFV), koji su prvi put spomenuti 7. kolovoza 2021. godine, činili su se u to vrijeme prilično napredni.No kako vrijeme prolazi, ove ideje koje su se nekada smatrale maštovitom postupno su pronašle uporište u stvarnom svijetu.Kao što je Mooreov zakon bio nevjerojatan kada je prvi put predložen, sada možemo integrirati više od 100 milijuna tranzistora na malene čipove manje od jednog kvadratnog milimetra.Danas, dvije godine kasnije, još uvijek vjerujem da ove inovativne ideje vrijede opet detaljno istražiti i preporučuju ih čitateljima.
1. Integrirani inovacija dizajna kruga iz trodimenzionalne perspektive
U tradicionalnom dizajnu integriranog kruga (IC) velikih razmjera, dizajneri obično integriraju cijeli elektronički sustav na jedan čip, uključujući mikroprocesor, analognu IP jezgru, digitalnu IP jezgru i memoriju ili kontrolno sučelje za pohranu.Ovaj se postupak temelji na dvodimenzionalnoj tehnologiji integracije, u kojoj se sve tranzistorske funkcionalne jedinice nalaze na istoj ravnini.
Međutim, kako se složenost sustava i dalje povećava, povećanje površine čipa postalo je neizbježan problem, koji izravno utječe na prinos čipa.Osim toga, kako se tehnološki napredak približava fizičkim granicama, granice Mooreovog zakona postaju sve očitije.Kao rezultat toga, ljudi su počeli tražiti nova rješenja, poput sustava u paketu (SIP) i napredne tehnologije pakiranja, čipseta (čipleta) i heterogene tehnologije integracije, itd., Koji su postali ključ za nastavak Mooreovog zakona.
U tom smo kontekstu predložili inovativnu ideju: dizajniranje integriranih krugova iz trodimenzionalne perspektive.Uzimajući dizajn sustava na čipu (SoC) kao primjer, više ne dizajniramo sve komponente na istoj ravnini za vafle, već ih distribuiramo na različitim razinama (Storey) i kombiniramo ove razine kako bismo formirali kompletan čipsustav.Kao što je prikazano na donjoj slici, svaka je kabina sloj tranzistora i međusobno je povezan kroz višeslojno ožičenje.Različiti kakvi su uglavnom međusobno povezani kroz silicijske vias (TSV) i slojeve preraspodjele (RDL).
Ova metoda dizajniranja znači da se različite kaše mogu se proizvesti pomoću različitih procesnih čvorova, dok tranzistori na istoj razini moraju koristiti isti postupak.Ovo nije samo spajanje integriranog dizajna kruga i naprednog dizajna pakiranja, već i potpuno novi koncept dizajna.Poteškoća leži u inovaciji i adaptaciji EDA alata.
2. Nova zahtjeva za ERA za EDA alate
Tradicionalni alati za dizajn IC-a dizajnirajte tranzistore, otpornike i kondenzatore na silikonskoj podlozi i ostvaruju njihovu povezanost višeslojnom ožičenjem.Međutim, pod novom dizajnerskom idejom, kada postoji više karata, ne moramo razmotriti samo međusobno povezivanje i ožičenje signala unutar reda, već i međusobnu povezanost između reda.
Ovo zahtijeva EDA alate da imaju trodimenzionalne mrežne i mogućnosti dizajna ožičenja, kao i višeslojne mogućnosti optimizacije mreže.Drugim riječima, ovaj bi alat trebao biti u mogućnosti optimizirati mrežne veze između više izgleda u prostoru istovremeno.Višestruki izgled može postojati u obliku virtualnih hrpa u istom dizajnerskom okruženju ili u različitim dizajnerskim okruženjima, ali interakciju podataka između njih treba koordinirati i upravljati jednolično.
Trenutno na tržištu nema alata EDA koji u potpunosti ispunjavaju ovu potražnju, ali alati koji se približavaju ovoj potražnji pojavili su se u području naprednog dizajna pakiranja, poput naprednog alata za dizajn pakiranja visoke gustoće HDAP.Pored alata za dizajn, alati za simulaciju i provjeru EDA -e također moraju pratiti tempo razvoja.Prvo, alati za simulaciju i provjeru moraju biti u mogućnosti ispravno analizirati složene modele podataka.Drugo, simulacijski alati moraju koristiti snažnije algoritme za izvođenje simulacija i postizanje točnih rezultata, dok alati za provjeru moraju osigurati točnost i preciznost podataka od dizajna do proizvodnje.
Zaključak:
Kako se polje dizajna integriranog kruga i dalje razvija i mijenja, mi smo suočeni s neograničenim mogućnostima i izazovima.Ideja za dizajn integriranog kruga iz trodimenzionalne perspektive predložene u ovom članku nije samo izazov tradicionalnim metodama dizajna, već i podebljana inovacija postojećoj tehnologiji.Najavljuje budući smjer dizajna integriranog kruga i odvest će nas u novu eru učinkovitijeg i složenijeg elektroničkog dizajna.Unatoč mnogim izazovima, imamo razloga vjerovati da će s kontinuiranim napretkom i inovacijama tehnologije ovaj dan postati stvarnost.