Annons

TERMISK ANALYS/Integrerade kretsar: Blir Siemens nya Calibre 3DThermal ett genombrott för mainstream 3D-IC?

”En robust plattform som fångar och analyserar termisk data genom hela IC-designprocessen.” Utan att renderas någon större medial uppmärksamhet har Siemens Digital Industries Software under sommaren introducerat en innovativ programvara för termisk analys, verifiering och felsökning i 3D-integrerade kretsar (3D-IC), Calibre 3DThermal. Rätt eller fel hävdar bolaget att lösningen kan bli ett genombrott för mainstream 3D-IC. Varför är detta ett stort steg?
Skälen är flera, säger Michael Buehler-Garcia, VP för Calibre Product Management, inom Siemens Digital Industries Software, men övergripande pekar han på de stora värden som ligger i att man med bolagets integrerade och kapabla designverktyg kan sätta upp en robust plattform som fångar och analyserar termisk data genom hela designprocessen av chip och 3D-montering från 3D-monteringsutforskning till design-signoff.
”Detta är ett betydande framsteg bl a just för detta, att konstruktörer inom 3D-IC-design och -verifiering ges de möjligheter de behöver att hantera termiska utmaningar tidigt i designprocessen, säger han och tillägger: "Genom att integrera termisk analys direkt i alla stadier av IC-designflödet gör vi det möjligt för våra användare att skapa mer pålitliga, högpresterande 3DICer med större tillförsikt och effektivitet."
Som en bakgrund kan noteras att termisk analys handlar om hur värme kan skapa kemiska, fysikaliska och strukturella förändringar i ett material, integrerade kretsar inkluderade. Temperaturen är i princip en grundläggande tillståndsvariabel som påverkar de flesta kemiska processer, fysikaliska egenskaper och strukturella omvandlingar. Hur detta påverkar ICer och deras funktionella kapaciteter är förstås av väldigt stor betydelse. Alla integrerade kretsar genererar värme när de utsätts för spänning. För att hålla temperatur under det maximalt tillåtna för optimal funktion är därför en analys av värmeflödet genom paketet av stor vikt.
Med Calibre 3DThermal blir det möjligt för chipdesigners att snabbt modellera, visualisera och mildra termiska effekter i sina konstruktioner under hela designresan. Detta genom att Siemens integrerat delar av Calibre-verifieringsprogram och Calibre 3DSTACK-programvara tillsammans med företagets Simcenter Flotherm som mjukvarumotor för lösningarna. ”Calibre 3DThermal tillhandahåller de utgångar som krävs för att termiska effekter ska beaktas i elektriska simuleringar. Dessutom kan Calibre 3DThermal både konsumera som ingångs-gränsvillkor och ge utsignal till Simcenter Flotherm – vilket möjliggör äkta IC till systemtermisk modellering från IC till paket eller till kort på systemnivå,” summerar Siemens i pressmaterialet, som rubricerats med att den nya lösningen är, "ett stort steg mot upptaget av 3D-IC på mainstream-sidan.

Calibre 3DThermal utvecklades för att möta utmaningarna med 3D-IC-arkitekturer där kontroll av värmeavledning är ett nyckelkrav. Det erbjuder snabba, exakta, kraftfulla och omfattande metoder för att identifiera och snabbt lösa komplexa termiska problem. Programvaran ger flexibiliteten att starta initial genomförbarhets-analys med minimala insatser och kan senare utföra mer detaljerade analyser med hänsyn till metalliserings-detaljer och deras inverkan på termiska överväganden när mer detaljerad information blir tillgänglig. Detta progressiva tillvägagångssätt gör det möjligt för designers att förfina sin analys och tillämpa korrigeringar, som förändringar i floorplanning och lägga till stacked vias eller TSVer för att undvika termiska hotspots och/eller avleda värme mer effektivt. Denna iterativa process fortsätter tills den slutliga monteringen är klar, vilket avsevärt minskar risken för prestanda-, tillförlitlighets- och tillverkningsproblem vid den slutliga realiseringen av lösningen.
Just floorplanning är viktigt då det berör det väsentliga designsteget där de arkitektoniska besluten för en design med mycket storskalig integration (VLSI) utvärderas. Det handlar om sånt som chipareor, fördröjningar och ”trafikstockningar” orsakade av ledningar, vilket ger avgörande feedback för designprocessen.

Omfattande förståelse av 3D-IC-enheten
Att leverera termisk analys på denna avancerade nivå kräver en omfattande förståelse av 3D-IC-enheten. Att vänta tills monteringen är klar för att identifiera och korrigera fel kan allvarligt störa designscheman, men Calibre 3DThermal minskar denna risk genom automatisering och integration, vilket gör att konstruktörer kan iterera termisk analys oavsett vilket konstruktionsstadium de arbetar med.

Calibre 3DThermal bäddar in en anpassad version av Siemens Simcenter Flotherm.

Calibre 3DThermal bäddar in en anpassad version av Siemens Simcenter Flotherm-lösningsmotor för att skapa exakta termiska modeller på chipletnivå för statisk eller dynamisk simulering av hela 3DIC-enheter. Felsökning strömlinjeformas genom den traditionella Caliber RVE-programvaruresultat-visaren, som redan är integrerad i ett brett utbud av IC-designverktyg. Integrationen av dessa kraftfulla verktyg resulterar i en effektiv termisk analyslösning skräddarsydd för de specifika behoven hos 3DIC-designers.

Liksom alla Calibre-produkter, integreras Calibre 3DThermal sömlöst med en rad branschledande designverktyg från båda tredjeparter, såväl som med Siemens mjukvara inklusive den nyligen tillkännagivna Innovator3D IC-mjukvaran. I alla designflöden fångar och analyserar Calibre 3DThermal termisk data över hela designens livscykel.

Samarbete med UMC
I ett samarbete har Siemens gått samman med United Microelectronics Corporation (UMC) för att distribuera ett innovativt termiskt analysflöde för UMC-kunder som drivs av Calibre 3DThermal. Den här banbrytande mjukvaran är skräddarsydd specifikt för UMC:s wafer-on-wafer och 3D-IC-teknologier och har validerats och planeras för tillgänglighet för UMC:s globala kundkrets inom kort.

”När halvledarindustrin brottas med eskalerande termiska utmaningar, särskilt när det gäller värmeavledning och termiska gradienter inom avancerad 3D-IC-teknik, fortsätter UMC att tillhandahålla effektiva lösningar”, säger Osbert Cheng, VP för enhetsteknologiutveckling och designsupport på UMC. ”Genom vårt samarbete med Siemens och implementeringen av Caliber 3Dthermal kommer vi att kunna erbjuda våra kunder en omfattande termisk analyskapacitet, vilket gör det möjligt för dem att ta itu med kritisk termisk c en gång och optimera deras design för förbättrad prestanda och tillförlitlighet.”

Print Friendly, PDF & Email

Success Stories

Success Stories

Industriellt

Intressant på PLM TV News

PLM TV News

PLM TV News

PLM TV News

PLM TV News

PLM TV News

Aktuell ANALYS

Aktuell Analys

Aktuell Analys

3D-printing

Block title