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更符合先進製程需求的簽核技術 |
專訪新思Power & Reliability產品資深市場行銷經理Shekhar Kapoor
【作者: 採訪、攝影﹨王岫晨】 2005年07月05日 星期二
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在今日的晶片領域中,70%的晶片都有嵌入式記憶體IP,因此在驗證這些記憶體的可靠度和良率上,具備正確的功率網路簽核(sign-off)是相當重要的。半導體設計供應商新思科技(Synopsys)也針對此發表了使用於功率網路(Power Network)上簽核的新產品PrimeRail,以在新設計和矽晶片之需求上提供技術的創新。
新思科技(Synopsys)Power & Reliability產品資深市場行銷經理Shekhar Kapoor表示,由於製程與設計技術之進步,動態之電壓下降是設計上越來越需要面對的挑戰。在90nm和以下的製程中,線電阻會越來越大,因此造成大量的電壓下降,真正可送至電晶體上的電壓遠低於在電源供應端的電壓。此外,許多設計中的電流消耗也與日俱增,在時脈不斷提高的情況下,特別是過度電流密度會成指數型增加。因此將造成更高的電源供應波動以及動態電壓下降等問題。
現今典型之設計大多都採用130nm製程,而許多廠商也開始導入90nm或以下的製程。這些設計包括更多的閘道數、記憶體或客制化IP區塊,且在高頻率以及低電壓下工作,這些都嚴重衝擊到雜訊之臨界點。此外,動態電壓下降在90nm的設計中,還會造成一定程度的延遲。
在設計的複雜度日漸增加的同時,簽核也持續演進。網路功率之簽核在現今的完整簽核中包括了STA、SI和功率網路分析。SAT分析包括在180nm設計中以訊號RC做簽核。在130nm之製程中,耦合RC變得重要,其簽核也包括SI。而現在,在動態電壓下降間的複雜度不斷增加的同時,必須要開始考慮晶片外與晶片上之功率與地線之RLC寄生阻抗,才能獲得完整的簽核。
面對這些挑戰,現在做分析之解決方案已不適當。例如:閘道層次純靜態之工具比較適合雜訊臨界點較高的老舊製程(180nm以上),但不適合較為複雜的90nm設計;而第一代的閘道層次動態分析工具沒有考慮到電晶體層次之區塊,記憶體、類比和IP區塊會佔去整個晶片面積之70%,因此需要正確的作分析和模型;此外,電晶體層次之動態分析工具在全晶片效益和涵蓋上也有其限制。因此,需要全新的解決方案以正確地涵蓋全部晶片,且這解決方案也必須涵蓋設計中之零組件、閘道和電晶體等,並要能夠分析全晶片之動態效應與及對簽核造成之衝擊。
Shekhar Kapoor指出,PrimeRail可有效分析晶片上靜態與動態電壓下降(voltage-drop)和電子飄移(EM)等各種狀況。配合新思的矽晶Star-RCXT、HSPICER、NanoSimR以及PrimeTimeR簽核技術,可正確建立記憶體和類比電路之模型。而PrimeRail也可讓Galaxy設計平台更有效地處理時序(Timing)、訊號完整性和功率網路的簽核(sign-off)等問題。
新思在1996年就推出了用在靜態時序簽證上的PrimeTime產品,在2001年將該產品擴展為PrimeTime SI,有能力處理訊號的完整性效果。Shekhar Kapoor表示,PrimeRail除將協助客戶解決處理時序上電壓下降所帶來的問題外,Galaxy設計平台更可提供完整的設計簽核解決方案,以確保矽晶片的成功生產。
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