Technologinių naujovių bangoje integruotos grandinės projekto sritis buvo nukreipta į revoliucinį mąstymo būdą.Tokios sąvokos kaip kubinis IC (kubinis IC), izochroninis perdavimo sritis (ITA), lititus erdvė (LITS) ir efektyvus funkcinis tūris (EFV), kurios pirmą kartą buvo paminėti 2021 m. Rugpjūčio 7 d., Tuo metu atrodė gana pažengusios.Tačiau laikui bėgant šios idėjos, kurios kadaise buvo laikomos išgalvotomis, pamažu rado įsitvirtinimo realiame pasaulyje.Kaip Moore'o įstatymas buvo neįtikėtinas, kai jis pirmą kartą buvo pasiūlytas, dabar galime integruoti daugiau nei 100 milijonų tranzistorių ant mažų mažesnių nei vieno kvadratinio milimetro žetonų.Šiandien, po dvejų metų, aš vis dar tikiu, kad šias novatoriškas idėjas verta dar kartą išsamiai ištirti ir rekomenduoti jas skaitytojams.
1. Integruota grandinės projektavimo naujovė iš trijų matmenų perspektyvos
Tradiciniame didelio masto integruotos grandinės (IC) dizaine dizaineriai paprastai integruoja visą elektroninę sistemą į vieną lustą, įskaitant mikroprocesorių, analoginę IP branduolį, skaitmeninę IP branduolį ir atmintį arba ne mikroschemų saugyklos valdymo sąsają.Šis procesas pagrįstas dvimatė integracijos technologija, kurioje visi tranzistoriaus funkciniai blokai yra toje pačioje plokštumoje.
Tačiau didėjant sistemos sudėtingumui, lustų ploto padidėjimas tapo neišvengiama problema, kuri daro tiesioginę įtaką lusto derliui.Be to, artėjant prie technologinės pažangos fizinės ribos, vis labiau akivaizdesnės Moore'o įstatymo ribos.Dėl to žmonės pradėjo ieškoti naujų sprendimų, tokių kaip „System-Package“ (SIP) ir pažangių pakuočių technologijos, mikroschemų rinkinys (Chiplet) ir heterogeninė integracijos technologija ir kt., Kurie tapo „Moore“ įstatymo tęstinumo raktu.
Šiame kontekste mes pasiūlėme novatorišką idėją: integruotų grandinių projektavimą iš trimatės perspektyvos.Remdamiesi sistemos ant lusto (SOC) dizainu, mes nebeturime visų komponentų toje pačioje vaflių plokštumoje, bet paskirstykite juos skirtingais lygiais (aukštasistema.Kaip parodyta žemiau esančiame paveikslėlyje, kiekviename aukšte yra tranzistorių sluoksnis ir yra sujungtas per daugiasluoksnį laidą.Skirtingi aukštai daugiausia yra sujungti per silicio vias (TSV) ir perskirstymo sluoksnius (RDL).
Šis projektavimo metodas reiškia, kad skirtingus aukštus galima gaminti naudojant skirtingus proceso mazgus, tuo tarpu to paties lygio tranzistoriams reikia naudoti tą patį procesą.Tai ne tik integruotos grandinės dizaino ir pažangaus pakuočių dizaino suliejimas, bet ir visiškai nauja dizaino koncepcija.Sunkumas slypi „EDA Tools“ naujovėse ir pritaikyme.
2. Nauji ERA reikalavimai EDA įrankiams
Tradiciniai IC maketo projektavimo įrankiai Projektuokite tranzistorius, rezistorius ir kondensatorius ant silicio substrato ir supranta jų sujungimą per daugiasluoksnius laidus.Tačiau pagal naują dizaino idėją, kai yra kelių aukštų, turime ne tik atsižvelgti į signalo sujungimą ir laidų laidus aukšto, bet ir aukštų sujungimo.
Tam reikia, kad EDA įrankiai turėtų trijų matmenų tinklo ir laidų projektavimo galimybes, taip pat kelių sluoksnių tinklo optimizavimo galimybes.Kitaip tariant, šis įrankis turėtų sugebėti optimizuoti tinklo ryšius tarp kelių išdėstymų tuo pačiu metu.Keli išdėstymai gali egzistuoti virtualių krūvų pavidalu toje pačioje projektavimo aplinkoje arba skirtingose projektavimo aplinkose, tačiau duomenų sąveiką tarp jų reikia suderinti ir valdyti vienodai.
Šiuo metu rinkoje nėra „EDA“ įrankių, kurie visiškai atitiktų šią paklausą, tačiau pažangių pakuočių dizaino srityje atsirado įrankių, kurie yra arti šios paklausos, pavyzdžiui, didelio tankio pažengusiųjų pakuočių projektavimo įrankis HDAP.Be projektavimo įrankių, EDA modeliavimo ir patikrinimo įrankiai taip pat turi neatsilikti nuo plėtros tempo.Pirmiausia, modeliavimo ir patikrinimo įrankiai turi sugebėti teisingai analizuoti sudėtingus duomenų modelius.Antra, modeliavimo įrankiai turi naudoti galingesnius algoritmus, kad būtų galima atlikti modeliavimą ir gauti tikslius rezultatus, o patikrinimo įrankiai turi užtikrinti duomenų tikslumą ir tikslumą nuo projektavimo iki gamybos.
Išvada:
Kadangi integruotos grandinės projektavimo sritis toliau vystosi ir keičiasi, mes susiduriame su neribotomis galimybėmis ir iššūkiais.Integruotos grandinės projektavimo idėja iš trimatės perspektyvos, pasiūlytos šiame straipsnyje, yra ne tik tradicinių projektavimo metodų iššūkis, bet ir drąsi esamų technologijų naujovė.Tai skelbia būsimą integruotos grandinės dizaino kryptį ir paskatins mus į naują efektyvesnio ir sudėtingesnio elektroninio dizaino erą.Nepaisant daugybės iššūkių, turime pagrindo manyti, kad nuolat tobulėjant ir naujovėms technologijos, ši diena taps realybe.