Sa alon ng makabagong teknolohiya, ang larangan ng pinagsamang disenyo ng circuit ay nagsimula sa isang rebolusyonaryong paraan ng pag -iisip.Ang mga konsepto tulad ng Cubic IC (Cubic IC), Area ng Paglipat ng Isochronous (ITA), Litus Space (LITS) at Epektibong Pag -andar ng Dami (EFV), na unang nabanggit noong Agosto 7, 2021, ay tila medyo advanced sa oras.Ngunit habang dumadaan ang oras, ang mga ideyang ito na dating itinuturing na fanciful ay unti -unting natagpuan ang isang foothold sa totoong mundo.Tulad ng batas ni Moore ay hindi kapani -paniwala kapag una itong iminungkahi, maaari na nating isama ang higit sa 100 milyong mga transistor sa maliliit na chips na mas mababa sa isang square milimetro.Ngayon, makalipas ang dalawang taon, naniniwala pa rin ako na ang mga makabagong ideya na ito ay nagkakahalaga ng paggalugad muli at inirerekumenda ang mga ito sa mga mambabasa.
1. Ang Integrated Circuit Design Innovation mula sa isang three-dimensional na pananaw
Sa tradisyunal na disenyo ng integrated circuit (IC), karaniwang isinasama ng mga taga-disenyo ang buong electronic system sa isang solong chip, kabilang ang isang microprocessor, analog IP core, digital IP core at memorya o off-chip storage control interface wait.Ang prosesong ito ay batay sa teknolohiyang pagsasama ng dalawang-dimensional, kung saan ang lahat ng mga unit ng transistor functional ay matatagpuan sa parehong eroplano.
Gayunpaman, habang ang pagiging kumplikado ng system ay patuloy na tataas, ang pagtaas ng lugar ng chip ay naging isang hindi maiiwasang problema, na direktang nakakaapekto sa ani ng chip.Bilang karagdagan, habang papalapit ang pag -unlad ng teknolohikal na mga limitasyong pisikal, ang mga hangganan ng batas ni Moore ay nagiging lalong maliwanag.Bilang isang resulta, ang mga tao ay nagsimulang maghanap ng mga bagong solusyon, tulad ng system-in-package (SIP) at advanced na teknolohiya ng packaging, chipset (chiplet) at teknolohiyang pagsasama ng heterogenous, atbp, na naging susi sa pagpapatuloy ng batas ng Moore.
Sa kontekstong ito, iminungkahi namin ang isang makabagong ideya: pagdidisenyo ng mga integrated circuit mula sa isang three-dimensional na pananaw.Ang pagkuha ng disenyo ng isang system-on-a-chip (SOC) bilang isang halimbawa, hindi na namin idinisenyo ang lahat ng mga sangkap sa parehong eroplano ng wafer, ngunit ipamahagi ang mga ito sa iba't ibang mga antas (palapag), at pagsamahin ang mga antas na ito upang makabuo ng isang kumpletong chipSystem.Tulad ng ipinapakita sa figure sa ibaba, ang bawat palapag ay may isang layer ng mga transistor at magkakaugnay sa pamamagitan ng mga kable ng multi-layer.Ang iba't ibang mga tindahan ay pangunahing magkakaugnay sa pamamagitan ng silikon na vias (TSV) at mga layer ng redistribution (RDL).
Ang pamamaraan ng disenyo na ito ay nangangahulugan na ang iba't ibang mga storeys ay maaaring makagawa gamit ang iba't ibang mga proseso ng node, habang ang mga transistor sa parehong antas ay kailangang gumamit ng parehong proseso.Ito ay hindi lamang isang pagsasanib ng pinagsamang disenyo ng circuit at advanced na disenyo ng packaging, kundi pati na rin ang isang bagong konsepto ng disenyo.Ang kahirapan ay namamalagi sa pagbabago at pagbagay ng mga tool sa EDA.
2. Mga bagong kinakailangan sa panahon para sa mga tool ng EDA
Ang tradisyonal na mga tool sa disenyo ng layout ng IC ay disenyo ng mga transistor, resistors, at capacitor sa isang substrate ng silikon at napagtanto ang kanilang pagkakaugnay sa pamamagitan ng mga kable ng multi-layer.Gayunpaman, sa ilalim ng bagong ideya ng disenyo, kung mayroong maraming mga tindahan, hindi lamang natin dapat isaalang -alang ang interconnection ng signal at mga kable sa loob ng palapag, kundi pati na rin ang pagkakaugnay sa pagitan ng mga storeys.
Nangangailangan ito ng mga tool ng EDA na magkaroon ng mga three-dimensional na network at mga kakayahan sa disenyo ng mga kable, pati na rin ang mga kakayahan sa pag-optimize ng network ng multi-layout.Sa madaling salita, ang tool na ito ay dapat na ma -optimize ang mga koneksyon sa network sa pagitan ng maraming mga layout sa isang puwang nang sabay.Ang maramihang mga layout ay maaaring umiiral sa anyo ng mga virtual na stack sa parehong kapaligiran ng disenyo, o sa iba't ibang mga kapaligiran ng disenyo, ngunit ang pakikipag -ugnayan ng data sa pagitan ng mga ito ay kailangang ma -coordinate at pinamamahalaan nang pantay.
Sa kasalukuyan ay walang mga tool sa EDA sa merkado na ganap na nakakatugon sa kahilingan na ito, ngunit ang mga tool na malapit sa kahilingan na ito ay lumitaw sa larangan ng advanced na disenyo ng packaging, tulad ng High-Density Advanced Packaging Design Tool HDAP.Bilang karagdagan sa mga tool sa disenyo, ang mga tool ng EDA at mga tool sa pag -verify ay dapat ding mapanatili ang bilis ng pag -unlad.Una, ang mga tool sa kunwa at pag -verify ay kailangang ma -wastong i -parse ang mga kumplikadong modelo ng data.Pangalawa, ang mga tool ng kunwa ay kailangang gumamit ng mas malakas na algorithm upang maisagawa ang mga simulation at makakuha ng tumpak na mga resulta, habang ang mga tool sa pag -verify ay kailangang matiyak ang kawastuhan at katumpakan ng data mula sa disenyo hanggang sa paggawa.
Konklusyon:
Habang ang larangan ng pinagsamang disenyo ng circuit ay patuloy na umuunlad at nagbabago, nahaharap kami sa walang limitasyong mga posibilidad at hamon.Ang integrated na ideya ng disenyo ng circuit mula sa isang three-dimensional na pananaw na iminungkahi sa artikulong ito ay hindi lamang isang hamon sa mga tradisyunal na pamamaraan ng disenyo, kundi pati na rin isang matapang na pagbabago sa umiiral na teknolohiya.Ipinapahiwatig nito ang hinaharap na direksyon ng integrated circuit design at hahantong sa amin sa isang bagong panahon ng mas mahusay at kumplikadong elektronikong disenyo.Sa kabila ng maraming mga hamon, mayroon kaming dahilan upang maniwala na sa patuloy na pagsulong at pagbabago ng teknolohiya, ang araw na ito ay magiging isang katotohanan.