У хвилі технологічних інновацій поле інтегрованої конструкції ланцюга влаштувало революційним способом мислення.Такі поняття, як кубічний ІС (кубічний ІС), ізохронна область передачі (ITA), Litus Space (LITS) та ефективний функціональний об'єм (EFV), які вперше були згадані 7 серпня 2021 року, здавалися на той час досить просунутими.Але з часом ці ідеї, які колись вважалися вигадливими, поступово знайшли опору в реальному світі.Подібно до того, як закон Мура був неймовірним, коли його вперше було запропоновано, ми можемо інтегрувати понад 100 мільйонів транзисторів на крихітні чіпси менше одного квадратного міліметра.Сьогодні, через два роки, я все ще вважаю, що ці інноваційні ідеї варто знову вивчити глибоко і рекомендувати їх читачам.
1. Інноваційні інновації конструкції ланцюга з тривимірної точки зору
У традиційній масштабній конструкції інтегрованої схеми (IC) дизайнери зазвичай інтегрують всю електронну систему на одному мікросхемі, включаючи мікропроцесор, аналогове ядро IP, цифрове ядро IP та пам'ять або інтерфейс контролю накопичувача за межами чіпу.Цей процес заснований на двовимірній технології інтеграції, в якій всі функціональні одиниці транзистора розташовані на одній площині.
Однак, оскільки складність системи продовжує збільшуватися, збільшення площі мікросхеми стало неминучою проблемою, яка безпосередньо впливає на вихід мікросхеми.Крім того, у міру того, як технологічний прогрес наближається до фізичних меж, межі закону Мура стають все більш очевидними.Як результат, люди почали шукати нові рішення, такі як система упаковки (SIP) та вдосконалена технологія упаковки, чіпсет (чіплет) та неоднорідна технологія інтеграції тощо, які стали ключем до продовження закону Мура.
У цьому контексті ми запропонували інноваційну ідею: розробити інтегровані схеми з тривимірної точки зору.Входячи з дизайну системи на чіпі (SOC) як приклад, ми більше не розробляємо всі компоненти на одній площині вафель, але розподіляємо їх на різних рівнях (Storey) та поєднуйте ці рівні, щоб утворити повну мікросхемуСистема.Як показано на малюнку нижче, кожен поверх має шар транзисторів і взаємопов'язаний через багатошарову проводку.Різні поверхи в основному взаємопов'язані через кремнію (TSV) та шари перерозподілу (RDL).
Цей метод проектування означає, що різні поверхи можна виготовляти за допомогою різних вузлів процесів, тоді як транзистори на одному рівні потребують використання одного і того ж процесу.Це не лише злиття інтегрованої конструкції схеми та вдосконаленого дизайну упаковки, але й абсолютно нової концепції дизайну.Складність полягає в інновації та адаптації інструментів EDA.
2. Вимоги до нових епох для інструментів EDA
Традиційні інструменти дизайну макетів IC проектують транзистори, резистори та конденсатори на кремнієвій підкладці та усвідомлюють їх взаємозв'язок за допомогою багатошарової електропроводки.Однак під новою ідеєю дизайну, коли існує кілька поверхів, ми повинні лише враховувати взаємозв'язок та проводку сигналу всередині поверху, але й взаємозв'язок між Storeys.
Це вимагає від інструментів EDA мати тривимірні можливості мережі та проводки, а також можливості оптимізації мережі.Іншими словами, цей інструмент повинен мати можливість оптимізувати мережеві з'єднання між декількома макетами в просторі одночасно.Кілька макетів можуть існувати у вигляді віртуальних стек в одному і тому ж дизайнерському середовищі або в різних середовищах проектування, але взаємодія даних між ними повинна бути координована та керована рівномірно.
Наразі на ринку не існує інструментів EDA, які повністю задовольняють цей попит, але інструменти, що наближаються до цього попиту, з’явилися в галузі розширеного дизайну упаковки, наприклад, високо щільності інструменту дизайну упаковки високої щільності HDAP.Окрім інструментів дизайну, інструменти моделювання та перевірки EDA також повинні йти в курсі темпів розвитку.По -перше, інструменти моделювання та перевірки повинні мати можливість правильно розбирати складні моделі даних.По -друге, інструменти моделювання повинні використовувати більш потужні алгоритми для виконання моделювання та отримання точних результатів, тоді як інструменти перевірки повинні забезпечити точність та точність даних від дизайну до виробництва.
Висновок:
Оскільки поле інтегрованої конструкції ланцюга продовжує розвиватися та змінюватися, ми стикаємося з необмеженими можливостями та проблемами.Ідея дизайну інтегрованої схеми з тривимірної точки зору, запропонованої в цій статті, є не лише викликом для традиційних методів дизайну, але й сміливої інновації для існуючих технологій.Це віщує майбутній напрямок інтегрованої конструкції ланцюга і призведе до нової ери більш ефективної та складної електронної конструкції.Незважаючи на багато викликів, ми маємо підстави вважати, що з постійним просуванням та інноваціями технологій цього дня стане реальністю.