管理动态条件，有可能使或破坏硅产品。
你不会在没有保险的情况下开昂贵的汽车，也不会在没有进行仪器和控制面检查的情况下乘坐飞机。那么，你为什么要冒险设计一个价值数百万美元的高级节点半导体设备，而不确保你意识到并能够管理有可能成就或破坏硅产品的动态条件呢?
与高级节点和finFET设计相关的主要挑战有三个:
在最后一点上，我们看到芯片、2.5D和3D多芯片模块安排的出现意味着在单个封装系统中使用不同的硅，加剧了已经明显的复杂性问题，增加了潜在的缺陷风险，并进一步提出了芯片、产品或系统可靠性和弹性的话题。对这些挑战进行分层的观察是，在现场运行的芯片受到动态活动水平的影响，随着执行软件的发展和随着时间的推移而升级，通常很难确定。保险是防范所有可能发生的情况，然而，由于这些高级节点的挑战，我们面临着某些可能发生的情况。
芯片内过程、电压和温度(PVT)监控只是一种预防措施的日子已经一去不复返了。随着我们在数据中心、人工智能、汽车和消费应用领域寻求更可靠、更引人注目的产品，硅的设计、制造、测试和现场部署面临的这些新挑战要求我们转变思维模式。简单地说，我们需要从芯片内部获得更大的可视性。
显示器现在是实现我们最新半导体技术的成功功能运行和令人信服的性能的关键。这些都是新的、不成熟的工艺，尚未在高晶圆量上看到，这也意味着监控器需要告诉我们寿命老化和退化将对电路性能产生什么影响。为了更具洞察力，我们需要将嵌入式数据源与分析相结合，以便能够查看整个产品范围，使我们能够确定功耗、设备速度的趋势，并协助我们评估寿命，从而引导我们提出革命性的概念，预测何时需要进行产品维护，以及何时最终会发生故障。
纵观迄今为止所有基于finFET产品的工艺、电压和温度传感器的主要阵容，我们可以开始看到芯片内传感器技术的下一步发展。工艺监控，曾经只放在抄写线内，现在已经推进到芯片的核心，现在允许本地化的工艺速度评估，不仅可以测量晶片到晶片，还可以测量单个晶片的芯片变化。过程监控的扩展将能够测量设计余量，允许动态扩展方案将供应水平和数据吞吐量推到更优的水平。
从更广泛的角度来看，传感器的未来发展将以更准确、分布式和颗粒化的方式了解动态条件，从而有效地管理电源。每个CPU核心级别上的电路活动的实时评估和控制已经在发挥作用，允许工作负载均匀分布。关于硅老化、退化和死亡，我们继续向持续测试和自我分析发展，由能够暴露异常的传感器支持，从而进一步明确故障的根本原因分析。
因此，我们已经成功地创建了一个令人信服的论点，将传感器应用到我们的尖端工艺设计中，但我们能在多大程度上信任生成的传感器数据呢?毕竟，我们在芯片电源管理、芯片保护和可靠性方面的重大决策都是基于“传感器语言”。“为了确保生成的测量信息的完整性，我们开始看到传感器本身的健康状态报告。因此，现在一个出现故障的嵌入式热传感器可以通知系统切换到“安全模式”，为汽车等安全关键应用带来重大好处。此外，针对潜在灾难性故障的传感器解决方案现已可用，可直接向系统提供低延迟警报条件。一个例子是热灾难保护电路(见图1)，它向系统发出突然的设备热失控情况的警报。
图1:热突变保护电路。
从我自己的经验来看，曾几何时，与芯片架构师和设计师的嵌入式传感器对话通常以与接近的保险推销员相同的冷嘲热讽开始。然而，随着业界对硅生命周期管理和分析所能带来的关键性质和好处的理解，我现在更多地被视为令人信服的硅产品的推动者。
Synopsys提供从28nm到3nm的完整嵌入式芯片传感器和PVT监控器结构，可根据数据中心、人工智能、汽车、5G和消费者的应用进行配置。该IP是DesignWare基础IP组合的一部分，也构成了Synopsys硅生命周期管理(SLM)平台的基础。更多的信息可以在www.synopsys.com/SLM．
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