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在iMAPS不止摩尔

不断增加的异构集成意味着对系统级分析的更大需求。

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圣地亚哥最近举办了第54届微电子国际研讨会。这是一个非常通用的标题,所以你应该知道它是由iMAPS(国际微电子组装和封装协会)运营的。一般来说,这个会议被称为iMAPS。其中一个主题演讲是由Cadence的KT Moore亲自发表的。他的演讲题目是“更多摩尔还是超过摩尔:EDA的视角”。既然卡帕头姓摩尔,那摩尔就够了我们真的不需要更多了。

当然,“超过摩尔”是一个朗朗上口的短语,用来描述除了硅的纯粹维度缩放之外的其他缩放系统的方法,这基本上就是摩尔定律的全部内容。摩尔不仅仅是先进的包装。

当KT听说7nm时,他预测可能只有10家公司有能力在这个节点上进行设计(我怀疑也会有很多设计开始,几乎所有人都做出了预测)。我们都错了。数百家公司正在进行7纳米及以下工艺的设计,既有知名的半导体公司,也有全球各地的初创公司,还有开始设计自己芯片的系统公司。

从图中可以看到,高级节点的增长比成熟节点高得多(当然,从设计开始的基础来看,它的基数更小)。但两者都在增长,半导体行业也很健康。

在复杂系统设计中出现了分歧,有点像“双城记”(Tale of Two Cities)。图的右下角是传统的SoC,把所有东西都塞到一个芯片上。左上角是光子学、射频等系统。但是它们开始融合到中间的异构系统集成线上。

1985年,KT毕业后进入德克萨斯仪器公司的国防组工作。他当时正在做德州仪器有史以来最大的设计,有9000个晶体管。现在你可以在一个有这么多设备的芯片上有一个I/O。但在那个时代,你真正关心的唯一一件事是“它的功能正确吗?”渐渐地,我们需要检查设计的其他方面。现在在More than Moore时代,我们担心如何同时完成系统级检查。在EDA中,我们不再只关心io环内发生的事情,也关心io环外发生的事情。

在系统空间中,许多方面的设计都是独立的,处于各自的筒仓中。但是缺乏集成会导致昂贵的单个模具和封装的过度设计。

  • 3D-IC设计聚合与管理
  • 模具布置和凸模规划
  • 没有一个数据库可以代表多种技术
  • 芯片和封装的热分析
  • 3D STA与爆炸的时间角为签收
  • 系统级芯片间连接验证
  • 跨域ECO环路

解决缺乏整合的办法显然是加强整合。这张图显示了Cadence工具在“飞机、火车和汽车”上的主要集成,这些工具都有电子设备,但也有很多其他东西。这不仅仅是关于“io环内”的芯片,还包括从电学和热分析到计算流体动力学的所有其他内容。

以前你可能只分析了一块板,现在你可以分析整个系统,并进行合理的计算。因为我们正在高效地进行架构设计,所以您不必拥有tb级的内存,您可以使用云中可用的标准硬件,无论是内部部署还是外部部署。

开发和获取产品

今天,我们使用“More than Moore”来表示异构集成,但事实上,这是Cadence自90年代初以来一直致力于的领域,因为我们讨论了“多芯片模块”或“mcm”。当然,这是早在摩尔定律开始失去动力之前。

每个公司都面临的一个挑战是,是在内部开发产品(有时被称为“有机产品”),还是收购一家在某一领域拥有专业知识的公司。在过去的两年里,Cadence已经在系统领域建立了一个混合使用这两种方法的产品组合。由于我通常会在任何新产品发布和任何新收购时写一篇博客文章,所以我添加了我对这些新功能的报道链接。

让业内人士都感到惊讶的是,Cadence将38%的收入用于研发。在半导体设计和集成方面总是有新的要求。

KT最后谈到了Integrity 3D- ic,这是一种专门用于设计具有堆叠芯片的3D芯片的新产品。它处理3D规划(如果都在一个层面上,则称为楼层规划)和实现。然后执行早期3D热、功率和时序分析。这些功能结合在一起,不仅可以在单个模具层面上优化PPA,还可以在系统层面上优化PPA。

PPA是功率,性能和面积,这是半导体的东西。我们谈论的是使芯片尽可能小,使用尽可能小的功率,同时实现最佳性能。问题是“高级包有什么不同?”真的不是,但你必须采取不同的方法。
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在一天结束的时候,诚信就是它的全部。你想知道你可以自信地建立这个东西。当你开始组合这些不同的设计时,有很多地方会错过一些东西。所以Integrity考虑了我们的地点和路线技术,我们的分析技术。我相信我们是目前唯一一家可以声称这一切都是整合的公司。所以我要承认这是真的。这就是EDA的发展方向,我们正与我们的一些客户和合作伙伴一起引领潮流。

KT的最后一个问题是他主题演讲的题目:更多摩尔还是超过摩尔?

卡帕头的答案都是,你也不会感到惊讶。

观看整个主题演讲

主题演讲是40分钟,然后是15分钟的问答。去喝杯咖啡吧。



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