तकनीकी नवाचार की लहर में, एकीकृत सर्किट डिजाइन के क्षेत्र ने सोच के एक क्रांतिकारी तरीके से शुरुआत की है।क्यूबिक आईसी (क्यूबिक आईसी), आइसोक्रोनस ट्रांसफर एरिया (आईटीए), लिटस स्पेस (लिट्स) और प्रभावी कार्यात्मक वॉल्यूम (ईएफवी) जैसी अवधारणाएं, जिनका उल्लेख पहली बार 7 अगस्त, 2021 को किया गया था, उस समय काफी उन्नत लग रहे थे।लेकिन जैसे -जैसे समय बीतता है, इन विचारों को जिसे कभी काल्पनिक माना जाता था, ने धीरे -धीरे वास्तविक दुनिया में एक पैर जमाना पाया है।जिस तरह मूर का कानून अविश्वसनीय था जब यह पहली बार प्रस्तावित किया गया था, तो अब हम एक वर्ग मिलीमीटर से कम के छोटे चिप्स पर 100 मिलियन से अधिक ट्रांजिस्टर को एकीकृत कर सकते हैं।आज, दो साल बाद, मैं अभी भी मानता हूं कि ये अभिनव विचार फिर से गहराई से खोज करने के लायक हैं और उन्हें पाठकों को सिफारिश कर रहे हैं।
1. एक तीन आयामी परिप्रेक्ष्य से एकीकृत सर्किट डिजाइन नवाचार
पारंपरिक बड़े पैमाने पर एकीकृत सर्किट (आईसी) डिजाइन में, डिजाइनर आमतौर पर एक एकल चिप पर पूरे इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम को एकीकृत करते हैं, जिसमें माइक्रोप्रोसेसर, एनालॉग आईपी कोर, डिजिटल आईपी कोर और मेमोरी या ऑफ-चिप स्टोरेज कंट्रोल इंटरफ़ेस प्रतीक्षा शामिल है।यह प्रक्रिया दो-आयामी एकीकरण तकनीक पर आधारित है, जिसमें सभी ट्रांजिस्टर कार्यात्मक इकाइयां एक ही विमान पर स्थित हैं।
हालांकि, जैसे -जैसे सिस्टम जटिलता में वृद्धि होती है, चिप क्षेत्र में वृद्धि एक अपरिहार्य समस्या बन गई है, जो सीधे चिप उपज को प्रभावित करती है।इसके अलावा, जैसा कि तकनीकी प्रगति भौतिक सीमाओं तक पहुंचती है, मूर के कानून की सीमाएं तेजी से स्पष्ट हो रही हैं।नतीजतन, लोगों ने नए समाधानों की तलाश करना शुरू कर दिया, जैसे कि सिस्टम-इन-पैकेज (एसआईपी) और उन्नत पैकेजिंग तकनीक, चिपसेट (चिपलेट) और विषम एकीकरण प्रौद्योगिकी, आदि, जो मूर के कानून की निरंतरता की कुंजी बन गए हैं।
इस संदर्भ में, हमने एक अभिनव विचार प्रस्तावित किया: एक तीन आयामी परिप्रेक्ष्य से एकीकृत सर्किट डिजाइन करना।एक उदाहरण के रूप में एक सिस्टम-ऑन-ए-चिप (एसओसी) के डिजाइन को लेते हुए, हम अब एक ही वेफर विमान पर सभी घटकों को डिजाइन नहीं करते हैं, लेकिन उन्हें विभिन्न स्तरों (मंजिला) पर वितरित करते हैं, और इन स्तरों को एक पूर्ण चिप बनाने के लिए संयोजित करते हैंप्रणाली।जैसा कि नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाया गया है, प्रत्येक मंजिला में ट्रांजिस्टर की एक परत होती है और मल्टी-लेयर वायरिंग के माध्यम से परस्पर जुड़ा होता है।विभिन्न मंजिला मुख्य रूप से सिलिकॉन वीआईएएस (टीएसवी) और पुनर्वितरण परतों (आरडीएल) के माध्यम से परस्पर जुड़े हुए हैं।
इस डिजाइन विधि का अर्थ है कि विभिन्न मंजिला विभिन्न प्रक्रिया नोड्स का उपयोग करके निर्मित किया जा सकता है, जबकि एक ही स्तर पर ट्रांजिस्टर को एक ही प्रक्रिया का उपयोग करने की आवश्यकता होती है।यह न केवल एकीकृत सर्किट डिजाइन और उन्नत पैकेजिंग डिजाइन का एक संलयन है, बल्कि एक ब्रांड-नई डिजाइन अवधारणा भी है।कठिनाई ईडीए उपकरणों के नवाचार और अनुकूलन में निहित है।
2. ईडीए टूल के लिए नई ईआरए आवश्यकताएं
पारंपरिक आईसी लेआउट डिज़ाइन टूल्स एक सिलिकॉन सब्सट्रेट पर ट्रांजिस्टर, रेसिस्टर्स, और कैपेसिटर डिजाइन करते हैं और मल्टी-लेयर वायरिंग के माध्यम से उनके इंटरकनेक्शन को महसूस करते हैं।हालांकि, नए डिजाइन विचार के तहत, जब कई मंजिला होते हैं, तो हमें न केवल सिग्नल इंटरकनेक्शन और वायरिंग के भीतर सिग्नल इंटरकनेक्शन और वायरिंग पर विचार करना चाहिए, बल्कि मंजिला के बीच परस्पर संबंध भी होना चाहिए।
इसके लिए ईडीए टूल्स की आवश्यकता होती है जिसमें तीन आयामी नेटवर्क और वायरिंग डिज़ाइन क्षमताएं, साथ ही साथ मल्टी-लेआउट नेटवर्क ऑप्टिमाइज़ेशन क्षमताएं होती हैं।दूसरे शब्दों में, यह उपकरण एक ही समय में एक स्थान में कई लेआउट के बीच नेटवर्क कनेक्शन को अनुकूलित करने में सक्षम होना चाहिए।कई लेआउट एक ही डिजाइन वातावरण में, या विभिन्न डिजाइन वातावरण में आभासी ढेर के रूप में मौजूद हो सकते हैं, लेकिन उनके बीच डेटा इंटरैक्शन को समन्वित और समान रूप से प्रबंधित करने की आवश्यकता है।
वर्तमान में बाजार पर कोई ईडीए उपकरण नहीं हैं जो इस मांग को पूरी तरह से पूरा करते हैं, लेकिन इस मांग के करीब आने वाले उपकरण उन्नत पैकेजिंग डिजाइन के क्षेत्र में उभरे हैं, जैसे कि उच्च-घनत्व उन्नत पैकेजिंग डिजाइन टूल एचडीएपी।डिजाइन टूल के अलावा, ईडीए सिमुलेशन और सत्यापन उपकरण भी विकास की गति के साथ रखना चाहिए।सबसे पहले, सिमुलेशन और सत्यापन उपकरण को जटिल डेटा मॉडल को सही ढंग से पार्स करने में सक्षम होना चाहिए।दूसरे, सिमुलेशन टूल को सिमुलेशन करने और सटीक परिणाम प्राप्त करने के लिए अधिक शक्तिशाली एल्गोरिदम का उपयोग करने की आवश्यकता होती है, जबकि सत्यापन उपकरण को डिजाइन से उत्पादन तक डेटा की सटीकता और सटीकता सुनिश्चित करने की आवश्यकता होती है।
निष्कर्ष:
चूंकि एकीकृत सर्किट डिजाइन का क्षेत्र विकसित और बदलना जारी है, इसलिए हमें असीमित संभावनाओं और चुनौतियों का सामना करना पड़ता है।इस लेख में प्रस्तावित तीन-आयामी परिप्रेक्ष्य से एकीकृत सर्किट डिजाइन विचार न केवल पारंपरिक डिजाइन विधियों के लिए एक चुनौती है, बल्कि मौजूदा प्रौद्योगिकी के लिए एक बोल्ड इनोवेशन भी है।यह एकीकृत सर्किट डिजाइन की भविष्य की दिशा को बढ़ावा देता है और हमें अधिक कुशल और जटिल इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन के एक नए युग में ले जाएगा।कई चुनौतियों के बावजूद, हमारे पास यह मानने का कारण है कि प्रौद्योगिकी की निरंतर उन्नति और नवाचार के साथ, यह दिन एक वास्तविकता बन जाएगा।