기술 혁신의 물결에서 통합 회로 설계 분야는 혁신적인 사고 방식으로 안내했습니다.2021 년 8 월 7 일에 처음 언급 된 입방 IC (Cubic IC), ICOCHRONOUS 전달 영역 (ITA), LITUS (Litus Space) 및 효과적인 기능적 볼륨 (EFV)과 같은 개념은 당시에 상당히 발전된 것으로 보입니다.그러나 시간이 지남에 따라 한때 환상적인 것으로 여겨졌던 이러한 아이디어는 점차 현실 세계에서 발판을 찾았습니다.무어의 법칙이 처음 제안되었을 때 놀라운 것처럼, 우리는 이제 1 억 평방 밀리미터 미만의 작은 칩에 1 억 개 이상의 트랜지스터를 통합 할 수 있습니다.2 년이 지난 지금도 나는 여전히 이러한 혁신적인 아이디어가 다시 깊이 탐구하고 독자들에게 추천 할 가치가 있다고 생각합니다.
1. 3 차원 관점에서 통합 회로 설계 혁신
기존의 대규모 통합 회로 (IC) 설계에서 디자이너는 일반적으로 마이크로 프로세서, 아날로그 IP 코어 및 메모리 또는 오프 칩 스토리지 제어 인터페이스 대기를 포함하여 전체 전자 시스템을 단일 칩에 통합합니다.이 프로세스는 모든 트랜지스터 기능 단위가 동일한 평면에 위치한 2 차원 통합 기술을 기반으로합니다.
그러나 시스템 복잡성이 계속 증가함에 따라 칩 영역의 증가는 불가피한 문제가되어 칩 수율에 직접적인 영향을 미칩니다.또한 기술 진보가 물리적 한계에 접근함에 따라 무어 법의 경계가 점점 더 명백 해지고 있습니다.결과적으로 사람들은 SIP (System-in-Package) 및 고급 포장 기술, 칩셋 (Chiplet) 및 이종 통합 기술 등과 같은 새로운 솔루션을 찾기 시작했으며, 이는 무어 법칙의 지속의 열쇠가되었습니다.
이러한 맥락에서, 우리는 혁신적인 아이디어를 제안했다 : 3 차원 관점에서 통합 회로 설계.예를 들어 SOC (System-on-A-Chip)의 설계를 예로 들어 더 이상 동일한 웨이퍼 평면에서 모든 구성 요소를 설계하지 않고 다른 레벨 (층)에 배포하고 이러한 레벨을 결합하여 완전한 칩을 형성합니다.체계.아래 그림과 같이, 각 층에는 트랜지스터 레이어가 있으며 다층 배선을 통해 서로 연결됩니다.다른 층은 주로 실리콘 VIA (TSV) 및 재분배 층 (RDL)을 통해 상호 연결됩니다.
이 설계 방법은 다른 Storys를 다른 프로세스 노드를 사용하여 제조 할 수 있으며 동일한 레벨의 트랜지스터는 동일한 프로세스를 사용해야 함을 의미합니다.이것은 통합 회로 설계와 고급 포장 설계의 융합 일뿐 만 아니라 새로운 디자인 개념이기도합니다.어려움은 EDA 도구의 혁신과 적응에 있습니다.
2. EDA 도구에 대한 새로운 시대 요구 사항
기존 IC 레이아웃 설계 도구는 실리콘 기판의 트랜지스터, 저항 및 커패시터를 설계하고 다층 배선을 통해 상호 연결을 실현합니다.그러나 새로운 디자인 아이디어 하에서 여러 층이있을 때 층 내에 신호 상호 연결 및 배선을 고려해야 할뿐만 아니라 Storeys 간의 상호 연결을 고려해야합니다.
이를 위해서는 EDA 도구가 3 차원 네트워크 및 배선 설계 기능뿐만 아니라 멀티 레이 아웃 네트워크 최적화 기능을 갖추어야합니다.다시 말해,이 도구는 공간의 여러 레이아웃 간의 네트워크 연결을 동시에 최적화 할 수 있어야합니다.동일한 디자인 환경 또는 다른 설계 환경에서 가상 스택 형태로 여러 레이아웃이 존재할 수 있지만 이들 사이의 데이터 상호 작용은 균일하게 조정하고 관리해야합니다.
현재 시장에는이 수요를 완전히 충족시키는 EDA 도구가 없지만이 수요에 가까운 도구는 고밀도 고급 패키징 설계 도구 HDAP와 같은 고급 포장 설계 분야에서 등장했습니다.디자인 도구 외에도 EDA 시뮬레이션 및 검증 도구는 개발 속도를 따라야합니다.먼저 시뮬레이션 및 검증 도구는 복잡한 데이터 모델을 올바르게 구문 분석 할 수 있어야합니다.둘째, 시뮬레이션 도구는보다 강력한 알고리즘을 사용하여 시뮬레이션을 수행하고 정확한 결과를 얻어야하며, 검증 도구는 설계에서 프로덕션까지 데이터의 정확성과 정밀도를 보장해야합니다.
결론:
통합 회로 설계 분야가 계속 발전하고 변화함에 따라 우리는 무제한 가능성과 도전에 직면 해 있습니다.이 기사에서 제안 된 3 차원 관점에서 통합 된 회로 설계 아이디어는 전통적인 설계 방법에 대한 도전 일뿐 만 아니라 기존 기술에 대한 대담한 혁신이기도합니다.그것은 통합 회로 설계의 미래 방향을 예고하고보다 효율적이고 복잡한 전자 설계의 새로운 시대로 이끌 것입니다.많은 도전에도 불구하고, 우리는 기술의 지속적인 발전과 혁신으로 오늘날이 현실이 될 것이라고 믿을만한 이유가 있습니다.