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Comment MZ Technologies fait de la conception multi-puces une réalité – Semiwiki

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Comment MZ Technologies fait de la conception multi-matrices une réalité

La prochaine révolution du design est clairement à nos portes. La loi de Moore traditionnelle ralentit, mais pas la demande exponentielle d'innovation et de densité de facteurs de forme. Lorsque vous ne pouvez plus y parvenir avec une seule puce monolithique, la solution est de passer à une approche multi-puces. Cette méthodologie de conception émergente présente de nombreux défis : axés sur la chaîne d'approvisionnement, les matériaux et les normes, pour n'en nommer que quelques-uns. Il existe des innovations prometteuses de la part des organismes d'EDA, de propriété intellectuelle et de normalisation. Se placer au-dessus de tout ce travail constitue un défi de taille. Avec autant d’options pour implémenter un nouveau silicium au niveau du système, quel ensemble d’options est le meilleur ? 2.5D, 3D, choix technologiques, choix IP/chiplet, etc. Il s'agit d'un problème épineux, car commencer avec les mauvaises options peut entraîner d'énormes conséquences sur les coûts et les délais. Le problème a été qualifié de Trouver son chemin, et c'est le sujet de cet article. Poursuivez votre lecture pour découvrir comment MZ Technologies fait de la conception multi-puces une réalité.

À propos de MZ Technologies

J'ai mentionné l'orientation. Dans le contexte ici, le terme fait référence à l'identification des choix technologiques optimaux pour mettre en œuvre une conception multi-matrices 2.5D ou 3D. Le problème existe depuis un bon moment. Voici une discussion à ce sujet du Symposium international IEEE 2009 sur les systèmes sur puce. J'ai également une certaine expérience de ces problèmes. À peu près à la même époque, alors que j'étais chez Atrenta, nous avons développé un premier outil pour résoudre le problème de l'orientation. Et plus tard, chez eSilicon, j'ai pu constater de près à quel point la conception 2.5D peut être difficile.

MZ Technologies a été fondée en 2014 par une équipe d'experts de premier plan en EDA, IC et co-conception de packages. L'objectif était de créer une nouvelle technologie à partir de zéro pour gérer la phase de planification et d'optimisation des E/S de la mise en œuvre physique de circuits intégrés 2.5D et 3D complexes. Autrement dit, résolvez le problème de recherche de chemin. Un peu sur le nom de l'entreprise, qui est un raccourci pour monozukuri. En japonais, « monozukuri » est un mot composé comprenant « mono », qui signifie littéralement « choses » (« produits »), et « zukuri », qui signifie « processus de fabrication » ou « création ».

La société est un fournisseur européen d'EDA qui propose GENIO™, un cockpit unifié pour la conception de systèmes basés sur des chipsets 2.5D et 3D. GENIO est un outil qui comble le manque d'orientation pour la conception multi-matrices. Il n'entre pas en concurrence avec les technologies existantes, mais s'interface plutôt avec elles pour créer une capacité plus large et plus holistique. L'outil existe dans plusieurs versions et a été utilisé dans un large éventail de conceptions multi-matrices. Nous en reparlerons dans un instant.

Ce que fait MZ Technologies

GENIO aborde l'architecture système et le flux de co-développement IC/package. Il s’agit de la partie du processus de conception qui se situe généralement au-dessus des outils et de la propriété intellectuelle existants. Il répond à des questions cruciales sur la meilleure approche de mise en œuvre du point de vue du facteur de forme, de l'énergie, des performances et du coût. Réussir ces choses dès le début du processus peut être la marge de victoire pour une conception complexe. Commencer avec une approche sous-optimale entraînera des retouches, des dépassements et de fortes chances que le projet échoue.

La figure ci-dessous montre comment GENIO s'intègre dans le flux de conception global avec les outils existants.

Flux de conception GENIO
Flux de conception GENIO

L'outil s'inscrit dans le flux allant du concept à la conception pour fournir un c'est vrai la première fois résultat optimal. L’objectif est de créer une meilleure fabricabilité avec une utilisation optimale des ressources et un meilleur rendement. GENIO fonctionne sur l'ensemble de l'écosystème de conception, du silicium au boîtier en passant par le PCB, avec des flux de conception intégrés.

En creusant un peu plus, l'exploration de l'architecture système est prise en charge pour la planification, la mise en œuvre et l'analyse dans différents domaines d'ingénierie. Une analyse de simulation est fournie pour la gestion des interconnexions 2D, 2.5D et 3D, la planification des E/S et l'optimisation. Par exemple, planaire, basé sur SI ou pile 3D. Les algorithmes d’optimisation maîtrisent la complexité informatique de la conception multi-matrices. Des premières estimations du comportement électrique, mécanique et thermique sont également fournies.

Avec GENIO, il est possible d'optimiser d'un seul coup toute la hiérarchie du système, du niveau supérieur jusqu'aux sous-systèmes et composants. Une interface graphique sophistiquée permet, entre autres fonctions, la mise en évidence croisée et les scripts, avec la possibilité de remonter dans l'historique de conception pour marquer les configurations les plus prometteuses. La figure ci-dessous montre un exemple de l'interface graphique.

GUI GÉNIO
GUI GÉNIO

GENIO a livré un remarquable Réduction 60x du temps de conception architecturale. Le tableau ci-dessous illustre les types de conceptions auxquelles GENIO a été appliqué.

Applications GÉNIO
Applications GÉNIO

Voici un résumé de la version actuelle et de la prochaine génération de l'outil :

GENIO V1.x (disponible dans le commerce aujourd'hui avec une orientation back-end)

  • Une vue complète du système couvre l’ensemble de l’écosystème de conception
    • Plateforme inter-fabrication, intégrée aux outils traditionnels de conception de circuits intégrés, de boîtiers et de circuits imprimés
  • Exploration de l'architecture au niveau du système
    • Identifie l'option la plus efficace et la plus rentable dans l'offre de systèmes 3D
  • Gestionnaire d'interconnexion unique et cohérent
    • Représenter et maintenir le modèle 3D de l'ensemble du système
  • Recherche de chemin inter-hiérarchique prenant en compte la 3D
    • Algorithmes d'optimisation propriétaires basés sur des contraintes
  • Flux de conception basé sur des chiplets 3D avec plusieurs bibliothèques IP
    • Empilage de matrices et communications verticales silicium à silicium – assemblage mix-and-match « de type LEGO » 

GÉNIO EVO (Prochaine version Evolution ; introduit l'optimisation basée sur la simulation)

  • Vue complète du système 3D à travers la mise en œuvre physique et l'analyse
  • Estimation parasitaire ultra-rapide pour une analyse précoce
    • Analyse de simulation avant le début de la mise en œuvre physique
  • Modélisation TSV de pointe
    • Y compris les performances électriques (R/C) et le comportement mécanique/thermique
  • Modélisation thermique
    • Basé sur la carte de dissipation de puissance et la contribution des TSV
  • Stress mécanique
  • Placement des moniteurs de tension et de température en fonction des points chauds thermiques identifiés
    • Détection et priorisation des groupes de réseau critiques
  • Prise en charge du langage 3DBlox
  • Flux de partitionnement du système 3D
    • Prise en charge du partitionnement du système dans les premières étapes de RTL et de synthèse
  • Planification d'étage en pile 3D
    • Meilleur positionnement des composants/chiplets du système sur les plans de la pile

Pour apprendre plus

MZ Technologies concède sous licence ses logiciels avec un modèle basé sur le temps. Des services supplémentaires pour l'intégration personnalisée, le développement de modules personnalisés et la formation des clients sont également disponibles. Si vous envisagez de vous lancer dans une conception multi-matrices, vous devez les contacter. Je peux vous dire par expérience directe que le problème résolu par MZ est très réel et peut devenir un défaut fatal s'il n'est pas résolu tôt. Vous pouvez contacter info@monozukuri.eu. Et c'est ainsi que MZ Technologies fait de la conception multi-puces une réalité.

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