Í bylgju tækninýjungar hefur svið samþættra hringrásarhönnunar komið á byltingarkenndan hugsunarhátt.Hugtök eins og Cubic IC (rúmmetra IC), isochronous flutningssvæði (ITA), litusrými (LITS) og áhrifaríkt virkni rúmmál (EFV), sem fyrst voru nefnd 7. ágúst 2021, virtust nokkuð þróað á þeim tíma.En eftir því sem tíminn líður hafa þessar hugmyndir sem einu sinni voru taldar glæsilegar fundið smám saman fótfestu í hinum raunverulega heimi.Rétt eins og lög Moore voru ótrúleg þegar það var fyrst lagt til, getum við nú samþætt meira en 100 milljónir smára á pínulitlum flögum sem eru minna en einn ferningur millimetra.Í dag, tveimur árum seinna, tel ég samt að þessar nýstárlegu hugmyndir séu þess virði að kanna aftur ítarlega og mæla með þeim fyrir lesendur.
1. Samþætt nýsköpun hringrásar frá þrívídd
Í hefðbundinni stórum stíl samþættri hringrás (IC) hönnun, samþætta hönnuðir venjulega allt rafræna kerfið á einum flís, þar á meðal örgjörvi, hliðstæður IP kjarna, stafrænn IP kjarna og minni eða geymslustýringarviðmót af flísum.Þetta ferli er byggt á tvívíddar samþættingartækni, þar sem allar virknieiningar smára eru staðsettar á sama plani.
Þegar flækjustig kerfisins heldur áfram að aukast hefur aukning á flísarsviði orðið óhjákvæmilegt vandamál, sem hefur bein áhrif á flísafrakstur.Að auki, þegar tækniframfarir nálgast líkamleg mörk, verða mörk laga Moore sífellt ljósari.Fyrir vikið byrjaði fólk að leita að nýjum lausnum, svo sem kerfis-í-pakka (SIP) og háþróaðri umbúðatækni, flís (chipl) og ólíkri samþættingartækni o.s.frv., Sem hafa orðið lykillinn að framhaldi laga Moore.
Í þessu samhengi lögðum við til nýstárlega hugmynd: að hanna samþættar hringrásir frá þrívíddar sjónarhorni.Með því að taka hönnun á kerfinu-á-flís (SOC) sem dæmi, hannum við ekki lengur alla hluti á sama skífuplaninu, heldur dreifum þeim á mismunandi stigkerfi.Eins og sýnt er á myndinni hér að neðan, hefur hver hæða lag af smári og er samtengd með raflagi.Mismunandi hæðir eru aðallega samtengdar í gegnum sílikon vias (TSV) og dreifingarlög (RDL).
Þessi hönnunaraðferð þýðir að hægt er að framleiða mismunandi hæða með því að nota mismunandi ferli hnúta en smári á sama stigi þurfa að nota sama ferli.Þetta er ekki aðeins samruni samþættra hringrásarhönnunar og háþróaðrar umbúðahönnunar, heldur einnig glænýtt hönnunarhugtak.Erfiðleikarnir liggja í nýsköpun og aðlögun EDA verkfæra.
2. NÝTT ERA kröfur um EDA verkfæri
Hefðbundin IC skipulagshönnun verkfæri Hönnun smára, viðnám og þétta á kísil undirlag og gera sér grein fyrir samtengingu þeirra með raflagi.Samkvæmt nýju hönnunarhugmyndinni, þegar það eru til margar hæða, verðum við ekki aðeins að íhuga merki samtengingar og raflögn innan hæða, heldur einnig samtengingu milli hæða.
Þetta krefst þess að EDA verkfæri hafi þrívíddar net og raflögn hönnunargetu, svo og margfeldi net hagræðingargetu.Með öðrum orðum, þetta tól ætti að geta hagrætt nettengingum milli margra skipulags í rými á sama tíma.Margfeldi skipulag getur verið til í formi sýndarstöfla í sama hönnunarumhverfi, eða í mismunandi hönnunarumhverfi, en samspil gagna á milli þeirra þarf að samræma og stjórna jafnt.
Nú eru engin EDA verkfæri á markaðnum sem uppfylla að fullu þessa eftirspurn, en verkfæri sem koma nálægt þessari eftirspurn hafa komið fram á sviði háþróaðrar umbúðahönnunar, svo sem háþróaðri umbúðahönnunarverkfæri HDAP.Auk hönnunarverkfæra verða EDA uppgerð og sannprófunartæki einnig að fylgjast með þróunarhraða.Í fyrsta lagi þurfa eftirlíkingar- og sannprófunartæki að geta flokkað flókin gagnalíkön rétt.Í öðru lagi þurfa uppgerðartæki að nota öflugri reiknirit til að framkvæma uppgerð og fá nákvæmar niðurstöður, meðan sannprófunartæki þurfa að tryggja nákvæmni og nákvæmni gagna frá hönnun til framleiðslu.
Niðurstaða:
Þegar svið samþættra hringrásarhönnunar heldur áfram að þróast og breytast, stöndum við frammi fyrir ótakmörkuðum möguleikum og áskorunum.Samþætt hönnunarhugmynd frá þrívíddarsjónarmiði sem lagt er til í þessari grein er ekki aðeins áskorun um hefðbundnar hönnunaraðferðir, heldur einnig djörf nýsköpun í núverandi tækni.Það boðar framtíðarstefnu samþættra hringrásarhönnunar og mun leiða okkur inn í nýtt tímabil skilvirkari og flóknari rafrænnar hönnunar.Þrátt fyrir margar áskoranir höfum við ástæðu til að ætla að með stöðugu framförum og nýsköpun tækni muni þessi dagur verða að veruleika.