Anthony Mastroianni ve Gordon Allan, Siemens EDA

3D IC'ler, heterojen gelişmiş paket teknolojisinin üçüncü boyuta heyecan verici ve umut verici bir uzantısıdır. Her ne kadar ana akım olmaktan uzak olsa da, yonga standartlaştırma çabaları ve destekleyici araç geliştirmeleri, 3D IC'yi daha fazla oyuncu (büyük ve küçük) ve daha küçük üretim döngüleri olan ürünler için uygulanabilir ve karlı hale getirmeye başladığından, 3D IC'nin zamanı geliyor.

3D IC, şirketlerin bir tasarımı bölümlere ayırmasına ve silikon IP'yi en uygun işlem düğümü ve işlemine entegre etmesine olanak tanıyarak düşük gecikme süresi, yüksek bant genişliğine sahip veri hareketi, daha düşük üretim maliyetleri, daha yüksek wafer verimi, daha düşük güç tüketimi ve genel olarak daha düşük maliyetler sağlar.

3B IC ve yonga tabanlı tasarım, yarı iletken endüstrisi inovasyonunun hızını artırma ve Moore Yasasının hızını aşma potansiyeline sahiptir.

Şekil 1: 3D IC tasarımında, birkaç yongacık ve isteğe bağlı bir SoC, yüksek hızlı, yüksek bant genişliğine sahip yongadan yongaya arayüzler kullanılarak tek bir pakette monte edilir ve birbirine bağlanır.

3D IC, tasarım ekiplerinin daha fazla işlevselliği birbirine daha yakın bir şekilde bir araya getirmelerine ve geleneksel bir tek parça çip üzerinde sistem (SoC) uygulamasında mümkün olandan daha az yer kaplayan daha hızlı ve bazı durumlarda daha ekonomik bir şekilde daha yüksek düzeyde sistem entegrasyonu ve performans elde etmelerine olanak tanır.

Son birkaç yılda gelişmiş heterojen paketleme ve 3D IC'de büyük bir büyüme ve gelişme olması şaşırtıcı değil.

Ancak 3D IC'nin tam potansiyeline ulaşmak, mühendislerin ve mimarların diğer şeylerin yanı sıra fiziksel boyut, güç, performans ve üretim maliyeti üzerindeki farklı mikro mimarilerin sonuçlarını değerlendirmelerini sağlayan uygun maliyetli ön uç tasarım yaklaşımları gerektirir.

3D IC'ye avantajlı bir başlangıç ​​yapmak

3D IC teknolojisi, mil-aero ve uzay, yüksek performanslı bilgi işlem ve tüketici uygulamaları dahil olmak üzere IC'ler için birden çok son kullanım pazarına uygulanabilir. Bu, 3D IC'nin her ön uç SoC tasarım ve doğrulama ekibinin aşina olması gereken bir teknoloji olmasının birçok nedeninden biridir.

Bu paradigma değişimini heterojen bir entegrasyon tasarım akışına dönüştürmek, ön uç 3B IC tasarımının ve doğrulamasının çeşitli yönlerini anlamayı gerektirir.

Paketleme ve bölümleme, tek kalıplı bir SoC akışında yeterince zordur. Heterojen entegrasyonu ve yongaları karışıma dahil etmek, hem tasarım fırsatlarını hem de karmaşıklığı artırır. Bu nedenle, SoC mimarlarının mimari seçeneklerini sürecin daha erken aşamalarında değerlendirmeleri ve daraltmaları gerekir.

Onları oraya götüren basamakları bilmeleri gerekiyor.

• IC'nin işlevsel mimarisini etkileyen paketleme, bölümleme ve yeniden kullanımla ilgili mimari kararlar alın.
• Arayüz bağlantılarını nasıl kuracağınızı anlayın: kalıptan kalıba nasıl iletişim kurulacağını ve bu iletişim kanalını nasıl tasarlayacağınızı.
• Ana arayüz doğrulaması: standart protokoller ve bellek arayüzleri kullanılarak tüm bu kalıptan kalıba bağlantıların nasıl entegre edileceği ve doğrulanacağı.

Şekil 2: 3D IC mimari planlama iş akışı, sistem ve/veya RTL tasarımcılarının, yonga bileşenleri — yani, yongadan yongaya (CTC) — ve standart kalıptan yongaya dahil olmak üzere heterojen entegrasyon tasarım senaryolarının uygun tasarım mimarilerini hızla yakalamasını sağlar. genel bağlantı IP modellerinden oluşan bir kitaplık kullanan die (DTD) arabirimleri - yani CDK'ler.

Belirli paketleme ve bölümleme kararları, sabit kriterlere ve deneyime göre önceden alınmalıdır. Diğer paketleme ve bölümleme kararları, çeşitli seçeneklerin değerlendirilmesi ve gelişen gereksinimleri karşılayan bir tanesinin seçilmesiyle mimari keşif ve tanımlama aşamasında kararlaştırılacaktır. Diğerleri, projede bu kararları sonuçlandırmak için yeterli teknik bilinmeyen çözülene kadar ertelenecektir.

Sonuç

Bu yeni teknolojinin tanıtımı, daha önce çip mimarları için mevcut olmayan büyük fırsatlar getiriyor. Tasarım araç setine çok daha fazla araç ve daha önce var olmayan bir derece daha mimari özgürlük ekler. Ancak bununla birlikte, tüm tasarım ve üretim akışları ile ilgili maliyetler üzerindeki etkiyi dikkate alma ihtiyacı doğar.

Tahmine dayalı analitiğin 3B IC tasarımını iyileştirme yollarına, en uygun maliyetli ön uç 3B IC tasarım yaklaşımlarına ve Siemens EDA'nın daha verimli, erişilebilir ve karlı bir 3B IC tasarımı sunmak için hazırladığı temele daha derin bir giriş için süreci, yeni e-Kitaba göz atın Ön uç mimari planlama ile 3D IC'nin tam potansiyelini başlatma Siemens EDA'dan.

Ortakları Siemens EDA olan şirketler, yarının 3D IC cihazlarını bugünden tasarlamaya başlayabilir. Siemens, müşterilerimizin 3D IC heterojen paket tasarımlarıyla hazırlanmalarına, hazırlanmalarına ve çalışmaya başlamalarına yardımcı olmak için burada.

Gordon Allan, Siemens EDA'da Questa Doğrulama IP Ürün Müdürüdür. Allan, Accellera UVM'nin mimarlarından ve geliştiricilerinden biriydi ve Verification Academy'de UVM Yemek Kitabı'ndan sorumluydu. EDA endüstrisine katılmadan önce, baş mühendis ve kıdemli danışman rollerinde 18 yılı aşkın SoC tasarım ve doğrulama deneyimi kazandı.