W ciągu ponad 40-letniej historii automatyzacji projektowania elektronicznego (EDA) wiele firm wznosiło się, upadało i łączyło. Na początku, w latach 1980., branża była zdominowana przez tak zwaną wielką trójkę — Daisy Systems, Mentor Graphics i Valid Logic (niesławny „DMV”). The Big 3 zmieniał się na przestrzeni lat, ostatecznie osiedlając się na dłuższą metę jako Cadence, Synopsys i Mentor. Według mojego przyjaciela, zawsze pouczających prezentacji Wally Rhines, Wielka Trójka tradycyjnie stanowiła ponad 3% całkowitego dochodu EDA. Jednak EDA jest teraz absolutnie prowadzona przez czterech głównych graczy o wartości ponad miliarda dolarów, a także przez zbiór znacznie mniejszych dostawców niszowych. „Wielka trójka” to teraz „Wielka czwórka”, w skład której wchodzą Ansys, firma z listy Fortune 80 o wartości 3 miliardów dolarów, Synopsys, Cadence Design Systems i Siemens Digital Industries Software (z domu Mentor Graphics). Znacznie mniejsi, niszowi gracze, tacy jak Silvaco (kolejny co do wielkości), podążają z daleka z przychodami w wysokości 4 milionów dolarów.
Ansys ma 50-letnią historię w symulacjach inżynieryjnych, ale jej zaangażowanie w EDA rozpoczęło się wraz z przejęciem Apache w 2011 roku. zestaw powiązanych produktów, w tym Totem, Pathfinder i PowerArtist. Ewolucja ta była kontynuowana wraz z przejęciem firmy Helic wraz z zestawem wbudowanych narzędzi do weryfikacji elektromagnetycznej, a następnie przejęciem w dziedzinach takich jak fotonika, aby rozwiązać kluczowe problemy weryfikacyjne w rozwoju układów scalonych.
Aby nadać kontekst roli Ansys w obecnym ekosystemie EDA, przepływ projektowania chipów składa się z 40 lub więcej pojedynczych kroków wykonywanych przez szeroką gamę narzędzi programowych. Żadna pojedyncza firma nie może liczyć na pokrycie całego przepływu. Chociaż każdy etap jest ważny, istnieją pewne niezwykle trudne, krytyczne kroki weryfikacyjne nakazane przez producentów półprzewodników, które muszą przejść wszystkie chipy. Te weryfikacje podpisania są wymagane, zanim odlewnie zaakceptują projekt do produkcji.
Określane jako złoty znak, obejmują one:
- Sprawdzanie reguł projektowych (DRC)
- Układ a schemat (LVS)
- Wyznaczanie czasu (STA: statyczna analiza czasu)
- Potwierdzenie integralności zasilania (EM/IR: elektromigracja/spadek napięcia).
Niezawodność i zaufanie do tych kontroli opiera się na reputacji w branży i doświadczeniu zdobytym przez dziesięciolecia, w tym lata bliskiej współpracy z odlewniami, co sprawia, że wypieranie złotych narzędzi jest bardzo trudne i ryzykowne. Obecnie praktycznie każdy projekt IC opiera się na Calibre firmy Siemens i PrimeTime firmy Synopsys. Łącząc te dwa wieloletnie złote narzędzia, Ansys RedHawk-SC™ (do projektowania cyfrowego) i Ansys Totem (do projektowania sygnałów analogowych/mieszanych (AMS)) są złotymi narzędziami do potwierdzania integralności zasilania, co ma kluczowe znaczenie dla dzisiejszych zaawansowanych projektów półprzewodników.
Certyfikacja odlewnicza
Poza certyfikacją RedHawk-SC i Totem dla integralności zasilania, inne narzędzia Ansys zostały również zakwalifikowane przez odlewnie do szeregu etapów weryfikacji, w tym modelowania elektromagnetycznego na chipie (RaptorX, Exalto, VeloceRF), analizy termicznej chipa (RedHawk- SC Electrothermal) oraz analiza termiczna pakietów (Icepak).
Ze względu na ograniczone zasoby inżynieryjne i napięte harmonogramy odlewnie zazwyczaj współpracują z zaledwie kilkoma wybranymi dostawcami EDA, opracowując każdą nową generację procesów krzemowych. Większość z tych form współpracy istnieje obecnie w bańce Wielkiej Czwórki, opierając się na relacjach zbudowanych na reputacji zapewniania określonych możliwości technologicznych, relacji roboczych wypracowanych przez wiele lat oraz niezawodności tych narzędzi ustanowionych przez współpracę z szerokim spektrum klientów przez ponad wiele generacji technologii.
Ansys wprowadza EDA do przepływu pracy 3D Multiphysics
Ewolucja projektowania półprzewodników wykracza poza skalowanie do coraz mniejszych rozmiarów elementów i obecnie zajmuje się współzależnymi wyzwaniami systemowymi 2.5D (obok siebie) i 3D (ułożonych w stos) układów scalonych (3D-IC). Rozbijają one tradycyjne monolityczne projekty na zestaw „chipletów”, które oferują korzyści w zakresie wydajności, skali, elastyczności, ponownego wykorzystania i heterogenicznych technologii procesowych. Aby jednak uzyskać dostęp do tych zalet, projektanci 3D-IC muszą zmierzyć się ze znacznym wzrostem złożoności, który towarzyszy projektowaniu wielochipowym. O wiele więcej efektów fizycznych musi być analizowanych i kontrolowanych niż w tradycyjnych projektach jednoukładowych, a szeroki zestaw narzędzi do symulacji fizycznej i analizy ma kluczowe znaczenie dla zarządzania dodatkową złożonością zaangażowanej multifizyki.
Ansys strategicznie pozycjonuje się, aby podjąć te wyzwania jako lider w branży, wykorzystując swoje długie, szerokie doświadczenie w symulacji multifizycznej z zaktualizowanymi możliwościami Redhawk-SC i Totem, aby wspierać postępy w integralności zasilania dla 3D-IC. Obejmuje to zupełnie nowe możliwości, takie jak RedHawk-SC Electrothermal, które są ukierunkowane specjalnie na wyzwania projektowe 3D-IC z integralnością termiczną i dużą szybkością.
W ciągu ostatnich kilku lat firma Ansys została doceniona przez TSMC za swoją kluczową rolę w procesie projektowania EDA. W 2020 r. firma Ansys uzyskała wczesną certyfikację swojego zaawansowanego rozwiązania do projektowania półprzewodników dla: Szybka konstrukcja CoWos (Chip-on-Wafer-on-Substrate) TSMC i InFO (Integrated Fan-Out) Technologie pakowania 2.5D i 3D. Kontynuacja udanej współpracy z TSMC zaowocowała rozwiązanie hierarchicznej analizy termicznej do projektowania 3D-IC. W niedawnej współpracy Ansys Redhawk-SC i Totem uzyskała certyfikat podpisania dla najnowszych technologii procesowych TSMC N3E i N4P. Podobna współpraca dla zaawansowane procesy, Zaawansowane opakowanie z wieloma matrycami, szybki projekt doprowadziły do uzyskania certyfikatów firmy Samsung i GlobalFoundries. Ansys wykracza nawet poza zatwierdzanie i certyfikację odlewni, aby zdefiniować przepływy referencyjne obejmujące te narzędzia, takie jak: Przepływ referencyjny projektu częstotliwości radiowej (RF) TSMC N6.
TSMC przyznało również firmie Ansys wiele nagród Partner of the Year w ciągu ostatnich 5 lat, ostatnio w:
- Wspólny rozwój infrastruktury projektowej 4 nm do dostarczania certyfikowanych przez odlewnictwo, najnowocześniejszych narzędzi do weryfikacji integralności zasilania i potwierdzania niezawodności dla procesu TSMC N4
- Wspólne opracowywanie rozwiązania projektowego 3DFabric™ zapewniającego certyfikowane przez odlewnictwo rozwiązania w zakresie temperatury, integralności zasilania i niezawodności dla TSMC 3DFabric™, kompleksowej rodziny trójwymiarowego układania krzemu i zaawansowanych technologii pakowania
Osiąganie większej wydajności dzięki inżynierskim przepływom pracy
W miarę jak coraz więcej firm zajmujących się systemami zaczyna projektować własne, niestandardowe technologie krzemowe, a technologia 3D-IC staje się coraz bardziej wszechobecna, więcej fizyki musi być analizowanych i muszą być analizowane jednocześnie, a nie w odosobnieniu. Multifizyka to nie tylko multifizyka. Budowanie systemu z kilkoma ściśle zintegrowanymi chipletami jest bardziej złożone, więc w grę wchodzą więcej problemów fizycznych/elektrycznych. W odpowiedzi firmy Keysight, Synopsys i inne firmy zdecydowały się na współpracę z firmą Ansys, uznając wartość jej otwartych i rozszerzalnych platform multifizycznych. Keysight zintegrował Ansys HFSS z przepływem RF, podczas gdy Synopsys ściśle zintegrował narzędzia Ansys z przepływem projektowania układów scalonych.
Firma Ansys jest dobrze przygotowana do przyspieszania projektowania systemów 3D-IC, oferując niezbędną wiedzę w różnych dyscyplinach — w EDA i poza nią — dla wydajnego przepływu pracy, który obejmuje szereg fizyki w praktycznie każdej dziedzinie inżynierii. Na przykład rozwiązania Ansys obsługują pełną analizę termiczną systemów 3D, w tym zastosowanie obliczeniowej dynamiki płynów do wychwytywania wpływu wentylatorów chłodzących oraz analizę naprężeń mechanicznych/odkształceń w celu zapewnienia niezawodności systemu pomimo różnicowej rozszerzalności cieplnej wielu chipów. Firma Ansys zapewnia nawet technologię, która zapewnia niezawodność produkcji, przewidując, kiedy chip ulegnie awarii w terenie. Produkty te umożliwiają zrozumienie krzemu i procesy inżynierii systemów od początku do końca.
Wpływ firmy Ansys jako lidera w dziedzinie fizyki obejmuje dziesięciolecia. Wykracza poza wiele fizyki do rozwiązań opartych na multifizyce, które uwzględniają interakcje bardziej spójne z jednoczesnym rozwojem systemów 3D-IC — w analizie termicznej, obliczeniowej dynamice płynów do chłodzenia, mechanicznej i elektromagnetycznej analizie sygnałów o dużej prędkości, oscylacji mocy o niskiej częstotliwości między komponentami , weryfikacja bezpieczeństwa i nie tylko, a wszystko to w kontekście wiodących przepływów EDA. Otwarty i rozszerzalny ekosystem analityczny firmy Ansys łączy się z innymi narzędziami EDA i szerszym światem projektowania wspomaganego komputerowo (CAD), produkcji i inżynierii.
Podsumowanie
Nie ma wątpliwości, że innowacje 3D-IC przyspieszają. W miarę jak firmy zajmujące się systemami rozszerzają swoją działalność na 3D-IC, będą nadal poszukiwać rozwiązań Ansys i ufać im, aby wspierać ich projekty układów scalonych. Do tej pory zdecydowana większość projektantów układów scalonych na świecie polega na produktach firmy Ansys w celu dokładnej analizy integralności zasilania. Firma Ansys zapewnia ekspertyzę dotyczącą produktów cyber-fizycznych, z dogłębną znajomością przepływów pracy związanych z krzemem i inżynierią systemową. Z jedną stopą w świecie półprzewodników, a drugą w szerszym świecie inżynierii systemów, Ansys ma wyjątkową pozycję, aby dostarczać szersze rozwiązania multifizyczne dla 2.5D/3D-IC, które będą nadal zwiększać swoją obecność w EDA. EDA Big 3 jest teraz Big 4, absolutnie.
Przeczytaj także:
Co oznacza Quantum dla automatyzacji projektowania elektronicznego
Zacierają się linie między systemem a krzemem. Nie jesteś gotowy.
Udostępnij ten post przez:
