低电阻防止失败在集成电路设计

由Fady Fouad Esraa Swillam,杰夫·威尔逊

当你抵抗威胁,通常要付出你所有的阻力。在集成电路设计中,另一方面,减少阻力权力结构设计中对成功是至关重要的。随着金属窄节点与技术进步,阻力水平上升,和电压降(IR)和电迁移(EM)问题发展,无论是在数量和影响。因为这个阻力增加可靠性和产量均有直接影响,设计师必须找到方法来抑制它降低集成电路故障的风险。

电网的宽度是预先确定的,最有效的手段降低阻力的增加通过。传统上,通过添加到布局完成使用自定义脚本。然而,在高级节点,通过规则的日益复杂需要控制不同的堆栈,复杂的间距规则,不同的附件,通过计算每宽度使定制脚本的使用对大多数企业来说,过于复杂和耗时。

电子设计自动化(EDA)公司不断评估集成电路设计流程来识别改进机会和自动化。通过添加PowerVia效用的口径YieldEnhancer设计制造(DFM)工具集,导师,西门子的业务,取代那些自定义通过脚本通过设置和插入一个“按钮”的过程。这个自动流插入额外的correct-by-construction根据需要通过减少IR降和电磁干扰问题,并提高设计性能和可靠性。评估新方法的有效性,导师与集成电路(IC)设计公司PowerVia解决方案的实施和评价使用在生产设计。

通过插入按钮

PowerVia实用程序结合铸造生产需求确定correct-by-construction约束通过插入。这种依赖铸造规范意味着PowerVia实用程序可以与任何铸造工作,对于任何过程,同时确保插入通过设计规则检查(DRC)和布局与示意图(lv)兼容。PowerVia实用程序还支持Calibre多线程和超大型,使其有效地工作在任何大小和复杂性的设计。

工艺流程

在调用,设计团队提供有针对性的网络名称和金属栈。基本PowerVia流然后执行以下步骤:

1. 扫描的设计使用提供的网络名称(s)。
2. 通过插入定位候选位置通过识别层路口相同的净。
3. 刚果民主共和国使用铸造需求,插入/ LVS-clean通过尽可能在这些位置(图1)。

图1:自动通过插入使用PowerVia实用工具。

通过选型

选择的附加通过PowerVia效用基于层交叉的类型。例如,如图2所示,通过添加Vx Mx, Mx + 1的十字路口。

图2:通过插入的类型是由交叉层类型。

设计师还可以指定插入特定的通过类型(大/酒吧/平方)对于一个给定的层,通过单独或组合。例如,如果设计师选择的酒吧/平方通过通过图层1,通过插入一个酒吧在v1十字路口在可能的情况下;否则,通过插入一个正方形。通过层2,如果他们只通过指定一个酒吧,所有v2路口禁止通过。

定制

可以选择多个自定义选项,根据需要设计团队,等

• 跳过插入选定的需求(例如,块插入)
• 启用analog-specific特性,如控制编辑金属
• 使用自定义流链接到电路描述语言(CDL)网表

输出

每个PowerVia运行生成一个调试数据库,使设计团队理解生成的结果相对于设计测试下:

• 压水式反应堆/接地/其他(定义)网提取
• 其他信号线路
• 现有的通过
• 潜在的为每个通过层填充区域
• PowerVia添加通过

图3展示了完整PowerVia流。而这种合作的目的是评估的刚果民主共和国/ LVS-clean通过权力和地面网,PowerVia工具也可以用来添加通过时钟和宽总线网。

图3:通过插入PowerVia公用事业自动化流可以增加设计的可靠性和降低IR降。

结果

PowerVia效用被IC设计公司各种生产设计。在一个典型的高级节点设计、PowerVia效用实现多个块。设计团队第一次使用手工技术应用之前添加尽可能多的通过PowerVia效用。表1显示了通过添加的数量仅仅由于PowerVia效用(即。除了手动通过插入)。结果显示显著的通过,即使在最后阶段。

表1。通过插入PowerVia自动化

使用PowerVia实用工具在这个设计导致了~ 5 - 10% EM和改善IR降的结果。导师在额外的实验中发现,添加通过权力网使用PowerVia实用程序返回电流密度减少68%侵犯。在设计如图4所示,M12-M13 PowerVia效用通过插入的微分动力网提供了一个在红外结果明显改善。这些通过并不存在于最初的设计。

图4:通过插入PowerVia自动微分动力网。

结论

高级节点,增加抵抗意味着IR降和EM批评者问题已经成为显著的性能和可靠性。通过添加到布局是最有效的方法减少这些影响的影响,但是传统的定制脚本是创建和管理困难和耗时的,没有正确的保证建筑通过。

导师介绍了口径YieldEnhancer PowerVia实用工具,一个自动化的解决方案,提供了刚果民主共和国/ LVS-clean通过插入按钮调用。PowerVia实用程序使用制造铸造所提供的需求最大化的插入correct-by-construction通过。

结果显示显著改善EM / IR降的结果,包括实质性的违反减少电流密度,同时确保额外的通过建设是正确的。减少耐药性的增长在高级节点的设计,通过融合工具如PowerVia效用到他们的流程可以让设计公司大幅提高设计性能和可靠性影响最小工作量和设计进度。在这种情况下,肯定是越少越好!

Esraa Swillam硅是一种高级产品工程师在设计部门的导师,西门子的业务,支持Calibre DFM产品。她与软件工程、产品营销、领域工程、和客户来定义和描述新的工具和功能,改善和增强设计验证和优化流程。Swillam收到她位运筹学理科Ain Shams大学电气工程和电子工程在开罗美国大学的理科硕士学位。

杰夫·威尔逊是一个产品管理口径DFM应用程序组织主管导师,西门子业务。他负责产品的发展分析和修改布局改善设计的鲁棒性和质量。威尔逊曾在摩托罗拉和SCS。他拥有一位运筹学理科硕士工程设计来自杨百翰大学和俄勒冈大学的MBA学位。