“tape-out了吗?你准备好了吗?”
“是的!”
“嗯…””,它符合所有规格吗?在所有角落和模式吗?”
“应该。”
“你是什么意思,应该吗?”
“嗯,我们设计了这地方。当然,一旦我们得到硅,我们可以试一下,看看是否一切顺利。如果不是,嗯,我们会做一些调整,然后再试一次。”
我打赌你不敢和老板谈话。30年前可能管用,但数以百万计的美元为每个面具套在直线上,没有一个人在他或她的头脑会认为使用真实的硅是决定设计的主要方式是正确的。这些天就是疯狂的谈话。
相反,我们模拟。我们分析。和我们的模型,我们推和拉,我们希望希望希望一切工作第一次。当然,现实表明,硅晶体的成功,虽然不是不可能,是应该庆祝的事情,而不是理所当然的。但当一个设计开始3、4、转向正确,工程链的顶部的人开始抛光简历(可能省略等线路,”了2500万美元的面具我们徒劳无功的硅因为我们破碎的验证方法”)。
但是我们如何能够模拟?我们的模型。根据层次的抽象,模型可以简化和来自底层,更精确的模型,你可以遵循这个一直到是什么,设计工程师,所有模型的鼻祖,ur-model本身,SPICE模型。但SPICE模型是从哪里来的呢?
当n沟道和p沟道真的爱彼此…j / k, lol。srs…取决于何时何地你去学校,你自己可能已经开发出一些香料模型。甚至做了一些设备在学校工厂然后特征。在过程工业,哥们做了很多测试晶片有很多变化的维度,植入剂量,曝光,等,测量,算出哪些工作最好和最可制造的,发达的SPICE模型,设计和交付。
换句话说,他们设计了它应该工作,但是他们扮演着大量的迭代和变化为零的最终解决方案。和最后一个香料模型不会供设计使用,直到这个过程完成。设计可以得到一个跳上一个近似模型,但他们不能确定,直到确认。
正确的问题的核心:香料模型是经验。没有因果。如果你调整了在这个过程中,没有办法预测准确的SPICE模型将如何变化;你必须衡量新设备并插入新的参数。
想象一下今天要做的非常复杂的和复杂的波动需要哄更多性能的硅使用光波长,通过传统的思维,不应该能够打印尺寸我们使用可靠的图像。并开始增加在新材料和新效应,原子或量子级别的工作,和你死在水里。谁来构建一些新的流程步骤的数百万美元的原型机只是为了弄清楚这一过程步骤将工作吗?它需要数年为每个迭代会浪费数十亿美元;这是荒谬的考虑。另一种选择是什么?
另一种是做设计师做的事:模拟。唯一的问题是,你在哪里得到的模型?答案是:字体的所有行为,真实或模拟:物理。这将我们带入CAD领域的技术,或TCAD,一个安静的角落EDA的世界里,事情看起来很不同。,一切都开始从第一原理。如果你理解背后的物理学,你想做什么(或者,至少,如果你认为你理解它),那么您可以创建一个模型,遵循物理法则,当你改变什么是建模,模型可以效仿,因为物理定律没有改变。
这是一个令人惊讶的小行业。事实上,只有一个大的人参与,Synopsys对此,他们持有的大部分业务,由于一些收购了在过去的几年中。大部分的研究是在大学,最突出的是斯坦福大学,开创的最高系列工具模拟过程和设备。进一步搜索标识Silvaco作为一个参与者,虽然几次接触这个故事但没有收到任何答复。
TCAD背后的想法是建模的原子和分子,因为他们被放置在整个生产过程和刺激。这包括尝试没有做过的事情,只要物理动力学的理解。它已经从一维到三维建模,这是重要的对于理解物质最终他们分散在各个方向像中年笨蛋。
的大多数方面可以建模过程。光刻的面具在三维空间建模,以及光线的影响是由麦克斯韦方程做一个完整的解决方案。植入剂、退火和激活建模,扩散、外延生长、氧化、化学沉积和蚀刻。热的观点是非常重要的,所以,各种温度较高的步骤的影响在结构上可以考虑。
节点到节点的过程变化,这几天必须模拟更复杂的比前一代所需过程骑手。当我们结束一头栽进我们所知的工艺——再——新创意的方法不断地梦想进一步推迟最终清算的一天,当我们把事情就可以。
这方面的一个例子是新类型的设备的发展。不同的方式试图绕过很小的场效应晶体管包括新结构的缺点,有时被称为3 d结构。Multi-gate设备、FinFETS及其亲属的主题研究,但由于设备制造这些东西并不一定存在,TCAD的实验做的领域。
压力是当前关注的另一个领域。suitably-placed原子晶体管行为已得到改进的硅矩阵添加机械应力。但是,根据压力的不同,它可以帮助或伤害。如果有太多的,它可以创建不必要的缺陷。
然而要解决另一个问题是可变性。因为要解决的物理尺寸是,在许多情况下,几个原子层,或因为剂量的材料可能量化原子的数量,小的变化可以产生很大的影响(至少直到他们能找出如何植入部分原子)。Design-for-variability电路设计水平是一个持续的培训和工具发展的领域,但在物理层面,TCAD有助于理解设备过程变化的敏感性和一些流程步骤如何更好的管理。
一个领域所需的工作提供一个持续的挑战是研究新的内存技术。这些涉及到新材料和新存储机制,这是类TCAD最的挑战。虽然众所周知的过程可以被建模在物理层面,新的需要新的模型。和现有的模型必须调整实验参数化新材料。这并不意味着物理学改变了由于新方法;它只是意味着物理学领域有更好的理解,还没有被研究过。
作为一个例子,Synopsys对此最近宣布与奥氏合作,公司发展中相变内存(PCM),它使用相似的技术用于cd,但集成到一个集成电路。这种材料的特点,阶段的动态变化,和如何制造的细节结构研究,因为它们像什么已经做在一个集成电路。
一个新领域获得一些帮助从TCAD太阳能:光伏电池设计师不断试图找出如何改善他们的细胞的效率。这是一种物理过程,可以建模,以帮助改善材料和他们放在一起的方式获得更多的果汁从太阳。
需要澄清的是,TCAD不是灵丹妙药;它不像您可以构建一个引擎,这个引擎可以处理所有的基本物理方程,然后让它做所有的事。具体的模型建立的具体过程。在一个具体的例子描述Synopsys对此“里卡多·博尔赫斯,TCAD高级营销经理,通过在矽(TSV)技术涉及到一系列的口供和蚀刻通过的方式得到一个好的深宽比。Synopsys对此的技术可以帮助探索金属填充过程和压力可能会造成金属成键,和热的影响在制造和操作。但实际腐蚀的细节(所谓的博世的过程,常用的MEMS制造)不是他们觉得自己可以帮助的东西。
最后,TCAD提供者必须应对客户的需求,就像任何企业,找出哪些最需要解决的问题。有点奇怪,不过,看到这个小市场。不仅是商业服务提供商的数量小,但客户的数量,实际上,萎缩。唯一的公司使用这种工具将铸造厂和“集成设备制造商”(IDMs,新奇的词汇缩写名称的公司,曾经被视为正常,公司有自己的工厂,表明一个合适的睾酮商)。
这似乎是一个放大的EDA一般面临的挑战:谁支付成千上万美元的成本来开发这个东西?有了很多的工作,这种先进的建模,和你可以看到一个仔细数MBA船上来,说,“我们只有几个客户,他们都没有财富500强;我们需要把这个和进入银行我们可以获得问题资产救助计划(TARP)资金。“但这是一个产业技术基础,很难想象将会发生什么如果有人决定它不能正确的货币化。这就像突然发现我们耗尽地球的硅供应;它将波及东亚银行的系统坏碗——嗯…就像一个坏包的次级贷款。
很显然,这并不是说,任何人都是表明任何人都应该退出这个行业。这并没有出现在任何讨论。只是清醒的意识到整个IC工作是基于一些昂贵的,密集的,模糊的,关键工作的很少很少。
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