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存储器芯片设计与验证的新展望

为什么开发离散存储芯片变得如此困难,该如何应对?

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离散存储器芯片可以说是先进半导体设计面临的机遇和挑战的最明显的提醒。它们被大量生产,成为新技术节点和新制造工艺的关键驱动力。价格波动对电子行业的财务健康状况有重大影响,任何短缺都可能导致许多使用存储芯片的产品的生产线关闭。要求提高容量和速度的压力无处不在;高可靠性、功能安全性和低功耗也是许多应用的关键。

存储器市场有很多驱动因素。内存使用率高的前沿领域包括人工智能/机器学习(AI/ML)、5G通信、云计算和自动驾驶汽车。只有在存储器设计和验证方面不断创新,才能满足这些应用程序的需求。新的硅结构和工艺技术提供了强大的优势,但对设计和制造有严格的要求。新设计需要全生命周期管理,包括硅前、生产制造和现场操作。


来源:Synopsys对此

最近的一次博客本文更深入地讨论了这些挑战,并将它们分为三大类:可伸缩性、硅可靠性和内存开发周转时间(TAT)。要解决存储芯片设计和验证过程中的所有这些挑战,除了芯片技术本身之外,还需要电子设计自动化(EDA)方面的大量创新。当然,单独的EDA工具必须变得更快、更智能,并且在许多方面都取得了进展。然而,无论多好的点工具集合,都不能满足尖端存储芯片设计的所有要求。EDA供应商需要一个全面和整体的解决方案开发方法,涵盖硅技术到系统,并跨越抽象模型到现场的实际芯片。

为了满足这一需求,Synopsys启动了一项战略计划,在全公司范围内致力于内存市场,并特别强调通过密切合作开发基础广泛的解决方案,以满足或超过要求,并使内存客户获得成功。

作为这一计划的一部分,Synopsys正在与内存设计和验证相关的四个关键领域进行投资。首先是设计技术协同优化(DTCO),这是一种使用功率、性能和面积(PPA)设计指标快速有效地评估和选择新晶体管架构、材料和其他工艺选项的方法。这降低了成本,缩短了先进工艺开发的上市时间。将DTCO应用于内存技术开发可以加速整个过程,使其更快更容易地采用新的硅技术,并产生可预测的结果。

DTCO方法将Synopsys TCAD工具与Synopsys定制设计平台和Synopsys融合设计平台结合在一起,在晶圆可用之前,通过精确的模型、早期pdk以及叶细胞和块级设计PPA评估,实现快速技术探索。

第二个关键投资领域专注于引入内存设计的“左移”方法,目标是在不牺牲质量的情况下缩短开发周转时间(TAT)。Synopsys定制设计平台解决方案是“左移”方法的关键推动者,提供更快的仿真TAT、快速ml驱动的设计优化、早期的寄生和可靠性意识,以及更高的生产力和布局重用的设计TAT。

存储器设计的“数字化”是第三个投资类别的重点,其目标是应用数字化流程和方法来解决存储器设计中的定制设计问题。存储器主要使用定制设计方法设计,许多单独的块仍然由手工设计和优化,以满足严格的PPA要求。“数字化”方法将融合设计平台技术与时序表征和数字化实现联系在一起,以实现准确的时序和功率表征,并自动化时序驱动内存块的位置和路径,加速内存设计的签署。Synopsys定制设计平台和Synopsys融合设计平台之间的集成可以无缝、高效地协同设计定制和数字块。该方法还借鉴了数字领域,为整个芯片实现“顶部数字”验证流程,从而推动验证TAT的显著改进。

第四个投资类别是可靠性设计,重点是在全生命周期可靠性验证、多模系统设计和硅生命周期管理方面提供特定于内存的创新。基于Synopsys定制设计平台技术的统一可靠性分析工作流程实现了内存特定的电气规则检查(ERC),对具有电力传输网络(PDN)的全芯片设计进行快速电迁移/IR掉落(EMIR)分析,符合ISO 26262的功能安全分析,以及基于模拟的快速硅故障分析。Synopsys 3DIC编译器集成到Synopsys自定义设计平台和Synopsys融合设计平台技术,实现了2.5D/3D内存设计的快速探索和寻路、完整的设计实现和黄金签名。Synopsys硅生命周期管理(SLM)平台具有统一的分析数据库和先进的技术,可实现从硅到设计的优化,具有健康的设计边缘、快速准确的硅故障分析、自动化的大批量制造分析,以获得产量、质量和吞吐量管理见解,以及用于健壮的生命周期管理的现场监控支持。


Synopsys的技术投资专注于内存设计和验证

内存芯片的设计和验证随着新一代技术和新应用的发展变得更具挑战性。凭借全公司的承诺和集中的技术投资,利用行业领先的技术平台,新思科技致力于提供满足内存市场需求的整体解决方案,并使客户获得成功。



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