得益于Chiplets谁,什么时候

专家在餐桌上:半导体工程坐下来讨论新的包装方法和集成问题学历Devgan,总裁兼首席执行官的节奏;西门子公司的执行副总裁约瑟夫•Sawicki EDA;副总裁兼总经理尼尔斯Fache Keysight;西蒙•segar顾问机构;和阿基》d2的董事长兼首席执行官。这个讨论在现场观众面前举行在最近的电子系统设计联盟活动。以下是摘录的讨论。第一部分,点击在这里。第二部分是在这里。

SE: AMD,马维尔,英特尔正在使用chiplets相对快速创建定制的解决方案。这个模型工作在商业市场,没人拥有所有的碎片吗?

segar:在某种程度上,这只是另一个提供IP的机制。很难IP,但回到未来。我们用来做努力GDSII代替RTL的IP。现在是在硅。但是有机会得到大量的重用和帮助压低成本,因为如果你有一些计算子系统将是有用的在很多市场,可以盖章,并优化它并创建一个构建块之一,这些更复杂的system-in-package设计。重点是能够使一些额外的技术与记忆,模拟,或传感器,可以混合和匹配。这将打开另一个维度的设计。这是会发生的。它不会为所有市场工作,因为把这些复杂的成本包在一起不会减少50美分的单片机很长一段时间。但是它有巨大的潜力,帮助提高效率,降低成本,提高性能,

Devgan:有自然包装之间的耦合和多氯联苯。通常,这些组单独的一些客户,甚至是铸造厂,现在他们聚在一起。包装已经成为大型铸造厂和大公司的关键。已经发生的第一件事就是这两个域必须一起PCB /系统与集成电路包装。然后平台必须允许这些东西玩,与分析。但这一切可以做到的。你需要一个平台,可以做multi-chip和先进的包装在一起,一起分析。我们已经正在与几个高级铸造厂。铸造厂,这是一个关键的战略的一部分。它对EDA和IP和铸造业务。

SE:不过,在过去你是处理软IP集成到一个设计,将会产生大量的数以百万计的单位。现在我们正在处理规模小得多的数量,我们必须整合所有这些片段组合在一起。将如何工作?

Devgan:我们谈了很多关于设计,无论是3 d-ic或特定领域的设计。其他部分的验证,这是超临界和软件。我们使用硬件平台验证,3 d-ic甚至更为重要。有可能你设计五个芯片,其中之一就是在RTL和其他四个硅,反之亦然。所以即使仿真和验证必须去一个不同的水平。验证改进改进设计一样重要。3 d-ic软件层面验证,芯片级验证,然后电磁学和热。验证和好的设计团队或公司是如何验证方法,可以成为微分器。你是否需要一个迭代和首次通过硅,或取四个迭代,之间的差距是什么硅出来时,当产品出来。如果你看看世界一流的公司,这一差距只有几个月。 It used to be one or two years.

》:有很多方面,必须被视为一个整体。验证必须考虑这些非常复杂的影响。这是防止互操作性的一部分。大公司可以做到。但小公司很难试图自己做积分。它将EDA公司提供的工具来推广这些技术。你需要chiplets当你有多个不同的技术集成在一起。你可以在一个基板,但这不是最好的方法。最好的方法是结合在一起。当你想要像NVIDIA高性能,例如,他们使用完整的分划板,这是最大的尺寸你可以生产。 But that’s not enough for them to get the performance they need. They also need the memory on the side and silicon interposers. They need to use all the tricks, including 3D packaging and the full reticle. So whether you’re going for extreme high performance, like NVIDIA, or you’re going for integration — like people used to talk about SoCs, but now it’s happening more with chiplets like at Marvell — both kinds of uses are going to prevail. 3D is happening everywhere. It’s inside the chip, too. If you look inside of NAND, it’s 128 stories high. It looks like a skyscraper. So 3D integration is becoming important inside, too. And if you look at the transistors, they’re also becoming 3D. Transistors use to be a p channel and an n channel. Now they’re using finFETs, and they’re going to gate-all-around, which is getting taller and taller. They’re trying to pack things together as tightly as possible, but with much more sophisticated manufacturing technology. There also is talk about DRAM becoming 3D at some time in the future. For the high-performance world, the driving factor is the interconnect. A long time ago, Cray Computer pods were arranged in a circle because they wanted to minimize the interconnect length from one node to another, and to make it more uniform. The same thing is happening here, whether it’s at the nanometer scale with transistors, or at the micron, millimeter, or even meter level. Minimizing the interconnect is the key. And if you stack a chip on top of another, that’s much better than if it’s on the side. 3D is going to be the way high performance computing is going to go.

Fache:Chiplets是真的适合IDMs因为他们自己的端到端流程,从知识产权到制造和组装。这样他们就可以在整个领域做出权衡。非常不同于制程设计房子,没有级别的控制。准确的系统级仿真是关键。

Sawicki:很有趣的谈论和3 d集成供应链危机和可用性。至少在接下来的两年,有五个部分,必须出现在相同的时间把它们放在一起在一个包是一个有趣的问题。

SE:一切都将离开,包括可靠性。但当我们进入更为安全至上的和任务关键型应用程序中,我们如何提高可靠性在芯片设计流程的最左边时,我们不知道将如何使用这些设备在现实世界吗?

Sawicki真是一个多维的问题,你可以谈论很多详细的水平。它击中测试非常困难,因为有随机故障问题在大型数据晶圆厂。出现现在的因为有一个故障模式,并不认为是测试过程的一部分。此外,还有的片上监测方面变得更重要的是,看这种行为和报告,让别人在他们的数据中心做调试,而不是必须做调试后在实验室一个RMA。有安全方面的需要做的分析和改善那些支持设计阶段的工厂。基本上达到所有工具的因素有,包括物理验证。生产工具需要精密的OPC忠诚,这远远超出窗口基本过程是必要的,因为他们担心这些可能出现的问题。所以它是无处不在的,它几乎每一个工具。有很多影响,发挥作用。

Fache可靠性:对我们来说,设计是一个大问题。Keysight不仅提供设计工具,我们也使用它们来设计一个非常广泛的工具,组合和可靠性是非常重要的。我们有非常严格的寿命要求。一生的需求是一件大事,你真的不能完成,除非你的产品开发生命周期的积分,从设计到制造和测试。多年来,我们已经取得了很大的升级我们的产品生命周期和审查最佳实践。这也影响了我们的设计工具。我们的内部用户,以及我们的客户,处理电气和热限制。在组件级别,这听起来容易。但是当你想到乐器——和我们的一些仪器有成千上万的组件,以及他们的工作条件可以相当多样化的温度、湿度、空气质量——这是一个非常,非常具有挑战性的问题建立的可靠性。它真的在IC级开始,然后进入系统。 You have to deal with the interconnects, with signal integrity, power integrity issues. We put a lot of emphasis on building these tools to help customers design for reliability.

》:可靠性尤为重要,因为我们服务于制造业社区,和我们的一些技术进入设备。面具商店全世界一些最古老的工具,它们今天仍然使用,被运到之前谷歌成立于1998年。这个设备必须持续很长时间。和计算设备的连接也要持续很长时间。这些都是非常重要的为客户考虑。一些芯片非常可靠。最糟糕的事情在电脑电源。排名第二的是粉丝。但芯片很好,因为所有的工具已经开发多年。设备可以正常工作,当你测试它,即使你高温或高湿度测试。 So it’s not infant mortality. It just fails over time because electrons are flowing through and it’s becoming a fuse. As people experienced these issues, they tried to understand them and asked EDA organizations for help. And EDA companies always have responded very well.

Devgan:如果你要发送到一个特定的环境和你希望它持续很长一段时间,你想看到它会在这种环境下是如何表现的。这可以追溯到验证上下文。你怎么得到向量或司机?最好的方法是模拟,快1000倍,那么你可以运行在CPU。RTL广播完毕,然后是硅tape-out,然后是软件开发,然后产品发布。我们有最先进的公司做软件启动RTL冻结之前这些仿真平台。如果你确保你的设计可以引导软件甚至冻结RTL之前,真正提高您的整体解决方案的可靠性。当然,也有物理的部分。但验证,因为它的指数如何模拟真实环境在功能方面,是至关重要的。

segar:很有趣的一件事是多么的这些问题比以前更普遍。是什么驱动半导体行业的增长,和所有提要,消费电子,在很大程度上是可替换的。软件越来越复杂,就像在一个电脑,你只需要另一个,或者有一个新手机和新应用。所以有生产设备和可靠性还没有一个非常大的问题,因为它打破了之前你想要替换它。但是现在你有汽车消耗大量更多的硅比以前,这一趋势并不是很快减慢。你有东西要远程部署。这些物联网设备可能是廉价的,他们必须要低成本,低功耗,但你真的不想去服务他们。你想让他们年复一年又一年。所以整个光谱的设计、可靠性、安全性、安全——这些都是问题,现在似乎影响一切。不久以前,有相对小众的市场,这不要紧的。 Now it’s everywhere. And any engineer worrying about any design is going to have to think about these things in ways that they didn’t before.

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