A technológiai innováció hullámában az integrált áramkör -tervezés területe forradalmian új gondolkodásmódot vezet be.Az olyan koncepciók, mint a Cubic IC (Cubic IC), az Isochronous Transfer Area (ITA), a Litus Space (LITS) és a hatékony funkcionális térfogat (EFV), amelyeket először 2021. augusztus 7 -én említettek, akkoriban meglehetősen fejlettnek tűntek.De az idő múlásával ezek az ötletek, amelyeket valaha fantáziadúsnak tartottak, fokozatosan találtak lábát a való világban.Ahogyan a Moore törvénye hihetetlen volt, amikor először javasolták, most már több mint 100 millió tranzisztort integrálhatunk egy apró, mint egy négyzetméteres apró chipekre.Ma, két évvel később, továbbra is azt hiszem, hogy ezeket az innovatív ötleteket érdemes újra megvizsgálni, és ajánlni kell őket az olvasóknak.
1. Integrált áramköri tervezési innováció háromdimenziós szempontból
A hagyományos nagyméretű integrált áramkör (IC) tervezés során a tervezők általában a teljes elektronikus rendszert egyetlen chipre integrálják, beleértve a mikroprocesszort, az analóg IP-magot, a digitális IP-magot és a memóriát, vagy a chip tárolóvezérlő felületet várnak.Ez a folyamat kétdimenziós integrációs technológián alapul, amelyben az összes tranzisztor funkcionális egység ugyanazon a síkon található.
Mivel azonban a rendszer bonyolultsága tovább növekszik, a chip -terület növekedése elkerülhetetlen problémává vált, amely közvetlenül befolyásolja a chip hozamát.Ezenkívül, amint a technológiai fejlődés megközelíti a fizikai korlátokat, a Moore törvény határa egyre nyilvánvalóbbá válik.Ennek eredményeként az emberek új megoldásokat kezdtek keresni, mint például a csomag-csomag (SIP) és a fejlett csomagolási technológia, a lapkakészlet (chiplet) és a heterogén integrációs technológia stb., Amelyek a Moore törvényének fenntartásának kulcsa.
Ebben az összefüggésben innovatív ötletet javasoltunk: az integrált áramkörök megtervezése háromdimenziós szempontból.Példaként egy rendszer-on-a-chip-on-chip (SOC) tervezését, már nem az összes alkatrészt megtervezzük ugyanazon ostya síkon, hanem oszlanak el őket különböző szinteken (emeletes), és kombináljuk ezeket a szinteket, hogy teljes chipet képezzünk.rendszer.Amint az az alábbi ábrán látható, minden emeleten van egy tranzisztorréteg, és a többrétegű vezetékek révén kapcsolódnak össze.A különféle emeleteket elsősorban a szilícium VIAS (TSV) és az újraelosztási rétegek (RDL) révén összekapcsolják.
Ez a tervezési módszer azt jelenti, hogy különböző emeletek gyárthatók különböző folyamatcsomópontok felhasználásával, míg az azonos szintű tranzisztoroknak ugyanazt a folyamatot kell használniuk.Ez nem csak az integrált áramköri tervezés és a fejlett csomagolási tervezés fúziója, hanem egy vadonatúj tervezési koncepció is.A nehézség az EDA eszközök innovációjában és adaptációjában rejlik.
2. Új ERA követelmények az EDA eszközökre
A hagyományos IC-elrendezési tervezési eszközök tranzisztorokat, ellenállókat és kondenzátorokat terveznek egy szilícium-szubsztráton, és a többrétegű vezetékek révén megvalósítják összekapcsolódásaikat.Az új tervezési ötlet értelmében azonban, ha több emelet van, nemcsak a jelek összekapcsolását és vezetékeit kell figyelembe venniük a Storey -n belül, hanem a Storys közötti összekapcsolódást is.
Ehhez az EDA eszközökhöz háromdimenziós hálózat- és kábelezési tervezési képességek, valamint többrétegű hálózati optimalizálási képességek szükségesek.Más szavakkal, ennek az eszköznek képesnek kell lennie arra, hogy optimalizálja a hálózati kapcsolatokat a többszörös elrendezések között egy időben.Több elrendezés létezhet virtuális halom formájában ugyanabban a tervezési környezetben vagy különböző tervezési környezetben, de az adatok közötti interakciót egyenletesen kell összehangolni és kezelni.
Jelenleg nincsenek olyan EDA-eszközök a piacon, amelyek teljes mértékben megfelelnek ennek a keresletnek, de az ehhez a kereslethez közeledő eszközök a fejlett csomagolási tervezés területén jelentkeztek, például a nagy sűrűségű Advanced Packaging Design HDAP.A tervező eszközök mellett az EDA szimulációs és ellenőrző eszközöknek is lépést kell tartaniuk a fejlődés ütemével.Először, a szimulációs és ellenőrző eszközöknek képesnek kell lenniük a komplex adatmodellek megfelelő elemzésére.Másodszor, a szimulációs eszközöknek erősebb algoritmusokat kell használniuk a szimulációk elvégzéséhez és pontos eredmények eléréséhez, míg az ellenőrző eszközöknek biztosítaniuk kell az adatok pontosságát és pontosságát a tervezésről a termelésre.
Következtetés:
Mivel az integrált áramkör -tervezés területe tovább fejlődik és megváltozik, korlátlan lehetőségekkel és kihívásokkal szembesülünk.A cikkben javasolt háromdimenziós szempontból az integrált áramköri tervezési ötlet nemcsak a hagyományos tervezési módszerek kihívása, hanem a meglévő technológia merész innovációja is.Ez az integrált áramköri tervezés jövőbeli irányát hirdeti, és a hatékonyabb és összetettebb elektronikus kialakítású új korszakba vezet bennünket.A sok kihívás ellenére okunk van azt hinni, hogy a technológia folyamatos fejlődésével és innovációjával ez a nap valósággá válik.