Branchenausblick 2023
Vier Megatrends prägen die IC-Entwicklung
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Megatrend 3:
3D-IC auf dem Weg zur allgemeinen Verfügbarkeit und der mögliche Siegeszug von Chiplets
3D-ICs sind in vielerlei Hinsicht überzeugend. Auf IC-Ebene können Halbleiterersteller damit kleinere ICs entwickeln und gleichzeitig mehr bekannt gute Chips pro Wafer produzieren, da ein geringerer Prozentsatz von Zufallsfehlern betroffen ist. Und auf Systemebene ermöglicht die 3D-Technik Unternehmen, einen neuen Grad der Miniarisierung zu erreichen und Stücklistenkosten zu senken. Viel wichtiger ist jedoch, dass 3D-ICs es Entwicklerteams ermöglichen, verschiedene Arten von ICs zu platzieren oder zu stapeln – SoCs, analoge ICs und Speicher-ICs, die jeweils in ihren idealen Prozessknoten implementiert werden, um ein höheres Maß an Systemleistung und -funktion zu erreichen, als dies in herkömmlichen PCB- oder sogar SoC-Konfigurationen möglich ist.
Entwicklerteams stellen fest, dass 3D-ICs eine systemarchitektonische Denkweise voraussetzen. Dies erfordert nicht nur eine Planung auf Systemebene über mehrere Substrate hinweg, sondern auch einen integrierte Systementwurf, der Entwicklung, Analyse und Test auf IC-, Baugruppen- und Leiterplattenebene berücksichtigt – und zwar nicht nur auf jeder einzelnen Ebene (IC, Interposer, Baugruppe und Leiterplatte) der Entwicklungsphase, sondern auf allen Ebenen zusammen, ganzheitlich.
Im Idealfall erfordert es ein Entwicklungswerkzeug, das mechanische Belastungen, Lieferketten sowie die gemeinsame Verfolgung und Verwaltung all dieser Daten berücksichtigt. Es lohnt sich also, sich umzusehen, um herauszufinden, welcher Anbieter ein umfassendes, ganzheitliches 3D-IC-Entwicklungswerkzeug anbietet, das IC, Interposer, Baugruppen-zu-Leiterplatten-Entwicklung, Analyse/Test und mechanische Aspekte, Lieferketten- und Unternehmenselemente umfasst.
Da sich 3D-ICs immer mehr durchsetzen, gibt es in der gesamten Branche Bestrebungen, einen neuen Industriestandard für „Chiplets“ zu schaffen – kleine ICs, die einfach in Standard-Interposer für 2,5D-IC-Entwicklungen eingefügt oder in 3D-Konfigurationen übereinander gesteckt werden können – vergleichbar mit Lego-Steinen aus Silizium. Normungsgremien wie UCIe (Universal Chiplet Interconnect Express) wurden 2022 gegründet, um ein Wirtschaftsökosystem zu entwickeln, das die Plug-and-Play-Fähigkeiten von Chiplets hoffentlich zur Realität werden lässt.
Für EDA-Unternehmen ist es von entscheidender Bedeutung, sich aktiv an diesen Bemühungen zu beteiligen und sicherzustellen, dass IC-Tool-Suites die Erstellung von standardkonformen, Socket-fähigen Chiplets erleichtern und dass dies auch für größere 3D-ICs gilt. Es gibt viele Herausforderungen, denen sich die EDA-Branche stellen muss. Trotzdem bleibt zu hoffen, dass die harten Lehren, die sie aus der Gründung der IP-Industrie in den späten 1990er Jahren gelernt hat, zu einer schnelleren Etablierung formaler Standards für Chiplets führen werden, um sich zu einer neuen florierenden Industrie mit neuen Systeminnovationen durch 3D-IC-Integration zu entwickeln.
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