Dalam gelombang inovasi teknologi, bidang desain sirkuit terintegrasi telah mengantarkan cara berpikir revolusioner.Konsep -konsep seperti IC kubik (IC kubik), area transfer isochronous (ITA), ruang lentang (LIT) dan volume fungsional yang efektif (EFV), yang pertama kali disebutkan pada 7 Agustus 2021, tampaknya cukup maju pada saat itu.Tetapi seiring berjalannya waktu, ide -ide yang pernah dianggap fantastis ini secara bertahap menemukan pijakan di dunia nyata.Sama seperti hukum Moore luar biasa ketika pertama kali diusulkan, kita sekarang dapat mengintegrasikan lebih dari 100 juta transistor pada chip kecil kurang dari satu milimeter persegi.Hari ini, dua tahun kemudian, saya masih percaya bahwa ide -ide inovatif ini layak dijelajahi secara mendalam lagi dan merekomendasikannya kepada pembaca.
1. Inovasi desain sirkuit terintegrasi dari perspektif tiga dimensi
Dalam desain sirkuit terintegrasi (IC) skala besar tradisional, desainer biasanya mengintegrasikan seluruh sistem elektronik pada satu chip, termasuk mikroprosesor, inti IP analog, inti IP digital dan memori atau antarmuka kontrol penyimpanan off-chip menunggu.Proses ini didasarkan pada teknologi integrasi dua dimensi, di mana semua unit fungsional transistor terletak di bidang yang sama.
Namun, ketika kompleksitas sistem terus meningkat, peningkatan area chip telah menjadi masalah yang tak terhindarkan, yang secara langsung mempengaruhi hasil chip.Selain itu, ketika kemajuan teknologi mendekati batas fisik, batas -batas hukum Moore menjadi semakin jelas.Akibatnya, orang mulai mencari solusi baru, seperti sistem-in-package (SIP) dan teknologi pengemasan canggih, chipset (chiplet) dan teknologi integrasi heterogen, dll., Yang telah menjadi kunci kelanjutan hukum Moore.
Dalam konteks ini, kami mengusulkan ide inovatif: merancang sirkuit terintegrasi dari perspektif tiga dimensi.Mengambil desain sistem-on-a-chip (SOC) sebagai contoh, kami tidak lagi merancang semua komponen pada bidang wafer yang sama, tetapi mendistribusikannya pada level yang berbeda (lantai), dan menggabungkan level ini untuk membentuk chip lengkapsistem.Seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini, setiap lantai memiliki lapisan transistor dan saling berhubungan melalui kabel multi-lapisan.Tempat yang berbeda terutama saling berhubungan melalui Silicon VIAS (TSV) dan Lapisan Redistribusi (RDL).
Metode desain ini berarti bahwa lantai yang berbeda dapat diproduksi menggunakan node proses yang berbeda, sementara transistor pada level yang sama perlu menggunakan proses yang sama.Ini bukan hanya perpaduan desain sirkuit terintegrasi dan desain pengemasan lanjutan, tetapi juga konsep desain baru.Kesulitannya terletak pada inovasi dan adaptasi alat EDA.
2. Persyaratan Era Baru untuk Alat EDA
Alat desain tata letak IC Tradisional Transistor desain, resistor, dan kapasitor pada substrat silikon dan mewujudkan interkoneksi mereka melalui kabel multi-layer.Namun, di bawah ide desain baru, ketika ada beberapa lantai, kita tidak hanya harus mempertimbangkan interkoneksi sinyal dan kabel di dalam lantai, tetapi juga interkoneksi antar lantai.
Ini membutuhkan alat EDA untuk memiliki kemampuan desain jaringan tiga dimensi dan kabel, serta kemampuan optimisasi jaringan multi-layout.Dengan kata lain, alat ini harus dapat mengoptimalkan koneksi jaringan antara beberapa tata letak di ruang pada saat yang sama.Beberapa tata letak dapat ada dalam bentuk tumpukan virtual di lingkungan desain yang sama, atau di lingkungan desain yang berbeda, tetapi interaksi data di antara mereka perlu dikoordinasikan dan dikelola secara seragam.
Saat ini tidak ada alat EDA di pasaran yang sepenuhnya memenuhi permintaan ini, tetapi alat yang mendekati permintaan ini telah muncul di bidang desain kemasan lanjutan, seperti alat desain kemasan canggih dengan kepadatan tinggi HDAP.Selain alat desain, alat simulasi dan verifikasi EDA juga harus mengikuti laju pengembangan.Pertama, alat simulasi dan verifikasi harus dapat menguraikan model data yang kompleks dengan benar.Kedua, alat simulasi perlu menggunakan algoritma yang lebih kuat untuk melakukan simulasi dan mendapatkan hasil yang akurat, sementara alat verifikasi perlu memastikan keakuratan dan ketepatan data dari desain ke produksi.
Kesimpulan:
Karena bidang desain sirkuit terintegrasi terus berkembang dan berubah, kami dihadapkan dengan kemungkinan dan tantangan yang tidak terbatas.Gagasan desain sirkuit terintegrasi dari perspektif tiga dimensi yang diusulkan dalam artikel ini tidak hanya merupakan tantangan bagi metode desain tradisional, tetapi juga inovasi yang berani untuk teknologi yang ada.Ini menandai arah masa depan desain sirkuit terintegrasi dan akan membawa kita ke era baru desain elektronik yang lebih efisien dan kompleks.Terlepas dari banyak tantangan, kami memiliki alasan untuk percaya bahwa dengan kemajuan berkelanjutan dan inovasi teknologi, hari ini akan menjadi kenyataan.