V valu tehnoloških inovacij je področje integriranega oblikovanja vezja spodbudilo revolucionarni način razmišljanja.Koncepti, kot so kubični IC (kubični IC), izohrono območje prenosa (ITA), prostor iz litusa (LITS) in učinkovit funkcionalni volumen (EFV), ki so bili prvič omenjeni 7. avgusta 2021, so se takrat zdeli precej napredni.Toda s časom so te ideje, ki so bile nekoč veljale za domišljijske, postopoma našli oporo v resničnem svetu.Tako kot je bil Mooreov zakon neverjeten, ko je bil prvič predlagan, lahko zdaj vključimo več kot 100 milijonov tranzistorjev na drobne čipe, manj kot en kvadratni milimeter.Danes, dve leti pozneje, še vedno verjamem, da je te inovativne ideje spet vredno podrobno raziskati in jih priporočiti bralcem.
1. Inovacija integriranega vezja z tridimenzionalne perspektive
V tradicionalnem obsežnem integriranem vezju (IC) oblikovalci običajno vključujejo celoten elektronski sistem na enem čipu, vključno z mikroprocesorjem, analognim jedrom IP, digitalnim jedrom IP in pomnilnikom ali na čipu, ki je treba shranjevati.Ta postopek temelji na dvodimenzionalni tehnologiji integracije, v kateri so vse tranzistorske funkcionalne enote nameščene na isti ravnini.
Ker pa se kompleksnost sistema še naprej povečuje, je povečanje območja čipov postalo neizogiben problem, ki neposredno vpliva na donos čipa.Poleg tega, ko se tehnološki napredek približuje fizičnim mejam, postajajo meje Moorejevega zakona vse bolj očitne.Kot rezultat, so ljudje začeli iskati nove rešitve, kot so sistemski paket (SIP) in napredna tehnologija embalaže, čipset (Chiplet) in heterogena tehnologija integracije itd.
V tem kontekstu smo predlagali inovativno idejo: oblikovanje integriranih vezij s tridimenzionalne perspektive.Kot primer jemljemo zasnovo sistema na čipu (SOC), ne oblikujemo več vseh komponent na isti ravnini rezin, ampak jih distribuirasistem.Kot je prikazano na spodnji sliki, ima vsaka nadstropja plast tranzistorjev in je medsebojno povezana z večplastnim ožičenjem.Različne nadstropije so v glavnem povezane s silicijevimi viami (TSV) in prerazporeditvijo (RDL).
Ta metoda oblikovanja pomeni, da je mogoče izdelati različne nadstropje z različnimi vozlišči, medtem ko morajo tranzistorji na isti ravni uporabiti isti postopek.To ni samo zlitje integriranega oblikovanja vezja in napredne embalaže, ampak tudi povsem nov koncept oblikovanja.Težavnost je v inovacijah in prilagajanju orodij EDA.
2. Nove zahteve glede orodij EDA
Tradicionalna orodja za oblikovanje postavitve IC oblikujejo tranzistorje, upore in kondenzatorje na silikonski podlagi in uresničujejo njihovo medsebojno povezanost z večplastnim ožičenjem.Vendar pa pod novo oblikovalsko idejo, ko je več nadstropij, ne smemo upoštevati samo medsebojne povezave signala in ožičenja znotraj nadstropja, temveč tudi medsebojno povezovanje med nadstropji.
To zahteva, da imajo orodja EDA tridimenzionalne omrežje in zmogljivosti oblikovanja ožičenja, pa tudi zmogljivosti za optimizacijo omrežja z več pozivi.Z drugimi besedami, to orodje bi moralo biti sposobno optimizirati omrežne povezave med več postavitvami v prostoru hkrati.V obliki virtualnih nizov v istem oblikovalskem okolju ali v različnih oblikovalskih okoljih lahko obstaja več postavitve, vendar je treba interakcijo podatkov med njimi uskladiti in upravljati enakomerno.
Trenutno na trgu ni orodij EDA, ki bi v celoti ustrezala temu povpraševanju, toda orodja, ki se približajo temu povpraševanju, so se pojavila na področju naprednega oblikovanja embalaže, kot je orodje za napredno oblikovanje embalaže z visoko gostoto HDAP.Poleg oblikovalskih orodij morajo EDA simulacija in preverjanje orodij biti v koraku tudi s hitrostjo razvoja.Prvič, orodja za simulacijo in preverjanje morajo biti sposobna pravilno razčleniti kompleksne podatkovne modele.Drugič, simulacijska orodja morajo za izvajanje simulacij in pridobivanje natančnih rezultatov uporabiti močnejše algoritme, medtem ko morajo orodja za preverjanje zagotoviti natančnost in natančnost podatkov od zasnove do proizvodnje.
Zaključek:
Ker se področje integriranega oblikovanja vezja še naprej razvija in spreminja, se soočamo z neomejenimi možnostmi in izzivi.Ideja za oblikovanje integriranega vezja s tridimenzionalne perspektive, predlagane v tem članku, ni le izziv za tradicionalne metode oblikovanja, ampak tudi drzno inovacijo obstoječi tehnologiji.Navede prihodnjo smer integriranega oblikovanja vezja in nas bo vodila v novo obdobje učinkovitejšega in zapletenega elektronskega dizajna.Kljub številnim izzivom imamo razlog, da verjamemo, da bo ta dan z nenehnim napredkom in inovacijami tehnologije postal resničnost.