Siemens | Halbleiter-Entwicklung
Tools für Design und Analyse heterogen integrierter 3D-ICs
Electronic Design Automation: Die neue Innovator3D IC Suite ermöglicht einen schnelleren Designabschluss mit Kapazität, Leistung, Konformität und Datenintegrität, Calibre 3DStress liefert frühzeitige Analysen und Simulationen von Chip- und Gehäuse-Interaktionen über den gesamten Designprozess.
Siemens Digital Industries Software hat zwei neue Tools für sein EDA-Portfolio (Electronic Design Automation) vorgestellt, die Halbleiter-Entwicklern dabei helfen, die komplexen Herausforderungen im Design und der Herstellung von 2,5D- und 3D-ICs (Integrated Circuit) besser anzugehen.
Zwei Tools für optimierte 3D-IC-Designs
Die Innovator3D IC-Suite ermöglicht IC-Designern die effiziente Erstellung, Simulation und Verwaltung heterogen integrierter 2,5D-/3D-IC-Designs. Darüber hinaus nutzt die neue Calibre 3DStress-Software von Siemens fortschrittliche thermomechanische Analysen, um die elektrischen Auswirkungen von Belastungen auf Transistorebene zu identifizieren. Zusammen reduzieren diese Lösungen das Risiko erheblich und verbessern das Design, den Ertrag und die Zuverlässigkeit komplexer 2,5D-/3D-IC-Designs der nächsten Generation.
»Durch die Bereitstellung einer belastungsorientierten multiphysikalischen Analyselösung, die auf Calibre 3DStress basiert und von der Innovator3D IC-Lösungssuite gesteuert wird, können Siemens-Kunden die Komplexitäten und Risiken überwinden, die mit 3D-IC-Designs verbunden sind«, sagt Mike Ellow, CEO, Siemens EDA, Siemens Digital Industries Software.
| »Diese Funktionen ermöglichen unseren Kunden, die Produktivität zu beschleunigen und strenge Designzeitpläne einzuhalten, indem sie die Barrieren der Designkomplexität, die sich traditionell auf die Designzyklen auswirken, effektiv beseitigen.« |
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Innovator3D IC
Die neue Innovator3D IC-Suite von Siemens bietet einen schnellen, vorhersehbaren Weg für die Planung und heterogene Integration, Substrat-/Interposer-Implementierungs Konformität mit Schnittstellenprotokollanalysen und Datenmanagement von Designs und Designdaten-IP.
Das neue Tool basiert auf einer KI-gestützten Usability, die umfangreiche Multithreading- und Multicore-Funktionen bietet, um eine optimale Kapazität und Leistung bei Designs mit mehr als 5 Millionen Pins zu erreichen. Sie besteht aus dem Innovator3D IC Integrator, einem konsolidierten Cockpit für die Konstruktion eines digitalen Zwillings unter Verwendung eines einheitlichen Datenmodells für Designplanung, Prototyping und prädiktive Analyse; der Innovator3D IC Layout-Lösung für Correct-by-Construction Package Interposer und die Substratimplementierung; dem Innovator3D IC Protocol Analyzer für die Compliance-Analyse der Chip-to-Chip- und Die-to-Die-Schnittstellen und der Innovator3D IC Data Management-Lösung für das laufende Management von Designs und Designdaten-IP.
Calibre 3DStress
Aufgrund der dünneren Chips und höheren Gehäusetemperaturen von 2,5D-/3D-IC-Architekturen haben IC-Entwickler festgestellt, dass Designs, die auf Chip-Ebene validiert und getestet wurden, nach einem Reflow des Gehäuses oft nicht mehr den Spezifikationen entsprechen. Calibre 3DStress wurde entwickelt, um diese Herausforderung zu bewältigen.
Die Software unterstützt die genaue Analyse, Verifizierung und das Debugging von thermomechanischen Spannungen und Verzug auf Transistorebene im Kontext des 3D-IC-Packaging. Chipdesigner können somit bereits in einem früheren Stadium des Entwicklungszyklus beurteilen, wie sich die Interaktion zwischen Chip und Gehäuse auf die Funktionalität ihrer Designs auswirken wird. Diese Vorausschau verhindert nicht nur zukünftige Ausfälle, sondern optimiert auch das Design für eine bessere Leistung und Haltbarkeit.
Aufbauend auf der Einführung von Calibre 3DThermal im Jahr 2024 erweitert Calibre 3DStress die Multiphysik-Lösung, wodurch thermomechanische Einflüsse drastisch reduziert und Design und elektrisches Verhalten früher im Designprozess sichtbar gemacht werden. Im Gegensatz zu Stressanalysetools auf Gehäuseebene erkennt Calibre 3DStress Spannungen auf Transistorebene eindeutig, um zu überprüfen, dass weder Packaging-Prozesse noch Produktfunktionen die Leistung auf Schaltkreisebene beeinträchtigen.
Calibre 3DStress ist ein wichtiger Teil des 3D IC Multiphysik-Softwareportfolios von Siemens und ein grundlegender Teil der Entwicklungsabläufe bei Siemens für digitale Zwillinge und Halbleiter. Es bietet eine innovative Kombination aus branchenüblicher physikalischer Calibre-Verifizierungsfunktionalität mit einem nativen und hochentwickelten mechanischen Solver zur Bewertung von Spannungen in IC-Strukturen und -Materialien.
Kundenstimmen: 3D-IC-Design mit Siemens EDA
»2023 haben wir die Technologie von Siemens übernommen, um die komplexen Design- und Integrationsherausforderungen unserer fortschrittlichen Plattformlösungen zu meistern. Die Innovator3D IC-Suite spielt eine entscheidende Rolle bei der Bereitstellung der leistungsstarken Lösungen, die wir für KI- und HPC-Rechenzentren bereitstellen«, sagt Bryan Black, CEO von Chipletz, einem führenden Anbieter von KI-Plattformen.
Sandro Dalle Feste, APMS Central R&D Senior Director bei STMicroelectronics erzählt von seinen Erfahrungen: »Das Calibre 3DStress-Tool von Siemens EDA kann die Komplexität von Komponenten, Materialien und Prozessen im Zusammenhang mit 3D-IC-Architekturen synthetisieren und eine genaue Spannungsanalyse auf IP-Ebene erstellen.«
Mithilfe der Software konnte ST laut Dalle Feste frühzeitige Designplanungs- und Genehmigungsabläufe implementieren und potenzielle elektrische Ausfälle aufgrund von IP-Spannungen innerhalb eines 3D-IC-Pakets genau modellieren. Das Ergebnis seien eine verbesserte Zuverlässigkeit und Qualität sowie eine verkürzte Markteinführungszeit. (uh)
| Siemens Digital Industries Software |
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