此次的東西講座特別邀請英國類比IP新創公司Agile Analog現身說法,一揭類比與數位設計的差異與新流程。本場次由亞太地區FAE雷明峰先生擔任主講,現場也從不同角度提出對於設計開發與應用方向的看法。
圖一 : 東西講座特別邀請英國類比IP新創公司Agile Analog現身說法,一揭類比與數位設計的差異與新流程。 |
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現今半導體產業,隨著製造技術的領先與高度專業化,研發、製造、設計部門間的多領域合作更是重要,而每個晶片都需要不同的IP設計,高度可配置、跨製程節點的類比IP供應商Agile Analog,建立了一種新方式提供廣泛的類比IP,並適用於所有半導體製程。
Agile Analog成立於2017年,總部位於英國劍橋,其產品和服務是根據客戶所提出不同的參數需求作客製化,致力於補足客戶基礎IP的差異性,將其有限資源用在最高附加價值上,形成互補關係。並利用其Composa平台方法進行自動化模擬,產出適合客戶規格的設計結果。
Agile Analog是一家半導體IP的供應商,IP是SIP(Silicon Intellectual Property)的產業說法,中文名稱為「矽智財」,是一種經過事先定義、經驗證、可以重複使用的功能元件組塊,若將IC設計比喻為堆積木,那麼IP就是各種造型的積木,即IC設計人員可根據不同的IP模組,組合出符合需求的IC。而採用IP的優點在於能加速完成設計、確保設計品質、降低設計成本。
針對目前半導體製造最常見的CMOS製程,雷明峰表示,CMOS具有高抗噪性、低靜態功率損耗,而且根據使用方式的不同,CMOS可以是變容二極管(可作為變電電容以及固定儲能)、電容器、電阻器,甚至是BJT,為當今主流IC生產技術。
圖二 : Agile Analog亞太地區FAE雷明峰 |
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矽驗證每一次修改 IP風險和成本也隨之增加
在數位邏輯電路方面,NAND gate反向邏輯閘,為最基本單元,由兩個PMOS並聯,兩個NMOS串聯,在數位設計上將邏輯電路佈局搭配真值表輔助,多久時間輸出、多少功率、耗電量,可製作出成千上萬的電晶體模擬表,經由查表算出來,得到大型電路運作結果。
類比方面,Differential Pair Amplifier差動放大器,是一種將兩個輸入端電壓的差,以單一輸出固定增益放大的功率放大器,參數需具有電源等級、每一個電晶體的偏壓範圍、電路特性規格需求、頻率反應等;而非理想第二級效應,例如雜訊干擾、穩定度、匹配、線性度/非線性度需求、對稱性等。
雷明峰表示,數位設計流程較為線性、反複性步驟較少、與製程的相關性較低、高自動化;而類比為迴圈式,偏好Silicon驗證、性能和功能通常與製程綁定在一起、低自動化。一個好的類比IP條件,規格需定義清楚、具成熟穩定的電路架構、精準的PDK、完整的模擬、詳細的佈局、有經驗的團隊執行設計。
雷明峰進一步指出,矽驗證類比IP是一個IC或IP是經過量測結過,數據和原先規劃的為一致,成立的條件有製程選擇、設計參數、功能等,隨著對原始版本的每一次修改,IP的風險和成本都會增加,離開原始設計團隊的每一步,問題的風險都會增加。
針對Agile Analog目前所提供的產品與服務模式,雷明峰表示,Agile Analog仍是一家IP公司,提供各式各樣的類比IP,而這些IP是以自動化的方式所生產出來的。他強調,雖然Agile Analog的核心價值是在這個自動化工具,但這個工具目前並沒有授權給客戶自行運用的模式,也不是Agile Analog的服務理念。