Siemens усиливает разработку 2.5D/3D ИС с новыми инструментами

Для эффективной работы с возрастающей сложностью интегральных схем в форматах 2.5D и 3D компания Siemens Digital Industries Software представила два новых решения в составе своего EDA-портфеля. Эти инструменты ориентированы на упрощение процессов разработки и анализа передовых полупроводниковых корпусов, что особенно актуально на фоне стремительного развития многоуровневых чипов.

Первый из них — Innovator3D IC — предназначен для поддержки многочиповых архитектур и комплексного проектирования в трёхмерном пространстве. Он помогает инженерам визуализировать и организовывать сложные схемные структуры, интегрируя компоненты в единую систему и облегчая принятие решений на ранних этапах проектирования.

Второе решение — Calibre 3DStress — сосредоточено на анализе механических напряжений, возникающих в корпусах и соединениях многоуровневых чипов. Такой подход позволяет заранее выявить потенциальные проблемы, связанные с тепловыми деформациями или механической нагрузкой, и внести коррективы до производства.

Оба инструмента направлены на оптимизацию рабочих процессов, сокращение времени на разработку и снижение рисков, связанных с реализацией архитектур следующего поколения. Это важный шаг в сторону повышения надёжности и предсказуемости современных полупроводниковых решений.

Пакет Innovator3D IC предоставляет инженерам широкие возможности для эффективного планирования, моделирования и управления проектами с гетерогенной интеграцией. В свою очередь, Calibre 3DStress ориентирован на термомеханический анализ, выявляя, как стресс на уровне транзистора может повлиять на электрические характеристики, что в конечном итоге повышает надежность проекта и вероятность его успешной реализации.

Совместная работа этих инструментов помогает пользователям справляться со сложными задачами продвинутой упаковки чипов и соблюдать строгие производственные графики. Комбинация направлена на устранение узких мест в циклах разработки 3D ИС, которые традиционно замедляли процесс.

Пакет Innovator3D IC обеспечивает непрерывный процесс планирования, проектирования подложек и интерпозеров, проверки соответствия протоколам и управления данными IP. В основе пакета — многопоточный интерфейс с поддержкой ИИ, способный обрабатывать проекты с более чем пятью миллионами контактов, создавая высокопроизводительную среду для планирования и прогнозного моделирования.

Решение включает:

• Унифицированную среду для создания цифровых двойников, используемых в прототипировании и симуляции.
• Движок для компоновки, обеспечивающий правильное по конструкции проектирование подложек и интерпозеров.
• Инструменты анализа межкристального и внутрипакетного взаимодействия по протоколам.
• Систему управления эволюцией проектных данных и IP-активов.

По мере того как технологии упаковки переходят к более тонким кристаллам и повышенным тепловым нагрузкам, становится очевидно, что традиционная валидация на уровне кристалла не отражает поведение чипа после упаковки. Чтобы решить эту проблему, Calibre 3DStress предлагает детальный анализ термомеханического стресса на уровне транзистора, помогая выявлять потенциальные проблемы целостности конструкции на ранних этапах.

Этот инструмент развивает возможности, заложенные в Calibre 3DThermal, и расширяет мультифизический анализ Siemens. В отличие от традиционных платформ, ориентированных на уровень упаковки, Calibre 3DStress анализирует поведение отдельных транзисторов, обеспечивая уверенность в том, что механические нагрузки, вызванные упаковкой, не нарушат работу схемы.

Его интеграция в более широкую экосистему цифровых двойников Siemens позволяет моделировать реакцию материалов и нагрузку в цепях более реалистично, что способствует повышению надежности и верификации на ранних этапах.

Новые инструменты Siemens уже находят практическое применение в индустрии. Один из разработчиков платформ для чипов отметил, что пакет решений Siemens для 3D интегральных схем стал ключевым компонентом при создании сложных систем, обеспечивающих работу искусственного интеллекта и высокопроизводительных вычислений. Благодаря ему удалось эффективнее управлять архитектурой многослойных чипов, что критично для современных вычислительных нагрузок.

Другой производитель подчеркнул важность Calibre 3DStress как средства для раннего выявления уязвимостей, связанных с механическим напряжением в схемах. Это позволило не только избежать дорогостоящих ошибок на поздних этапах, но и значительно сократить сроки выхода продукта на рынок, повысив его надёжность и качество.

В совокупности новые решения Siemens представляют собой существенный шаг вперёд в преодолении технологических и операционных трудностей, связанных с проектированием 2.5D и 3D ИС. Они обеспечивают производителям гибкие и мощные инструменты для работы с архитектурами следующего поколения, где точность, устойчивость и время имеют решающее значение.