Новости

Для много применений, упаковка IC следующего поколени самый лучший путь для того чтобы достигнуть шкалирования кремния, функциональной плотности, и неоднородной интеграции пока уменьшающ общий размер пакета. Неоднородное и однородное предложение интеграции путь к увеличенной функциональности прибора, более быстрому времени на реализацию, и упругости выхода кремния.

Множественные платформы технологии интеграции вытекали которые учитывают цену, размер, представление, и оптимизирования силы которые удовлетворяют потребность множественных рынков, как мобильный вычислять, автомобильный, 5G, искусственный интеллект (AI), увеличенная реальность (AR) и виртуальная реальность (VR), высокопроизводительные вычисления (HPC), IoT, медицинское, и космическое.

Однако, эти пакеты представляют уникальные проблемы для традиционных инструментов для конструирования и методологий пакета. Проектные группы должны работать совместно для проверки и для того чтобы оптимизировать всей системы, не как раз индивидуальных элементов. Традиционный дизайн субстрата IC упаковывая типично очень подобен мелкомасштабному ламинату и/или нарастание основало PCB. Оно часто изготовлен традиционными fabricators PCB и обычно конструирован с доработанными инструментами PCB.

В отличие, сегодняшние предварительные пакеты используют технологии производства, материалы, и процессы которые имеют все больше и больше больше в общем с процессами плавильни кремния и требуют нового подхода для дизайна и проверки на всех уровнях.

Одна из первых проблем проектная группа должна преодолевать точное комплексирование субстрат-которого могут быть и активны и пассивн-и дискретные приборы. Эти субстраты и приборы приходят от составных источников и поставщиков и, наиболее вероятно, доступны во множественных и часто различных форматах.

Данный множественные источники данных и форматы, ясно что всесторонняя подача проверки необходима-одн которая определяет на уровне собрани физическую проверку, так же, как более глубокое, более на уровне систем электрическое, стресс, и проверка testability. Также необходимы инструменты для конструирования которые поставляют быстрое, точный, и автоматизированные подачи для обеспечения что расписаниям рынка и представления можно соотвествовать. Идеально, эти подачи обеспечивают одиночный интегрированный процесс построенный вокруг цифровой модели 3D, или цифровой близнеца, всего неоднородного собрания пакета.

Этим пакетам IC следующего поколени нужно решение дизайна и проверки следующего поколени которые включают и поддерживают:

Прототипирование цифров
интеграция Мульти-домена
Масштабируемость и ряд
Передача точности изготовляя
Золотой signoff

Близнец цифров для виртуального прототипа

Строящ цифрового близнеца, виртуальная модель неоднородного собрания 2.5D/3D предусматривает всестороннее представление полной системы состоя из множественных приборов и субстратов. Цифровой близнец включает автоматизированную проверку неоднородных собраний начиная с на уровне субстрат правилом дизайна проверяя (DRC) и расширяя в план против схемы (LVS), план против плана (LVL), паразитное извлечение, стресс и термальный анализ, и, в конце концов, тест.

Диаграмма 1 истинный цифровой двойной виртуальный прототип 3D светокопия всего прибора. Источник: Графики ментора

Модельная конструкция требует способности к итоговым данным от различных источников и в различных форматах в кохезионное представление системы соответствующее для того чтобы управлять проверкой и анализом. Идеально, это сделано используя форматы индустриального стандарта как файлы LEF/DEF, AIF, GDS, или CSV/TXT. Функциональность должна также существовать в пути который автоматически узнает интерфейсы прибора и субстрата без создать экземпляр псевдо компонентов. Это учитывает асинхронный принцип построения и проверку мульти-дизайнера. Это, в свою очередь, обеспечивает успех всеохватывающей системы когда завершены и интегрированы все компоненты.

Одно из основных преимуществ цифрового двойного подхода что оно служит как золотая ссылка управлять полной физической и электрической проверкой на каждом уровне иерархии дизайна. Это исключает используя множественные, статические электронные таблицы для того чтобы представить штырь и данные по взаимодействия, заменяя их на полное, на уровне систем netlist в формате Verilog.

Консервация и повторное пользование первоначальных данных, как описание Verilog прибора, ключ. Самый большой риск приходит когда перевод или преобразование происходят, как со схема или электронная таблица. Если это сделано, то «цифровой поток» немедленно сломленн, и риски для сигнальных ракет ошибок взаимодействия.

интеграция Мульти-домена

Цифровая двойная методология также включает мульти-домен и кросс-доменный интеграцию. Приносить более сложные предварительные пакеты IC для того чтобы выйти быстрое вышед на рынок на рынок требует высок-интегрированного дизайна и проверк-от электронного дизайна субстрата к механическому монтажному оборудованию распространителя жары пакета и PCB, включая взаимосвязанные аспекты электрического, термального, теста, надежности, и, конечно, manufacturability. Без на уровне систем подхода, который нужно конструировать и проверки, риска инженеров испытывая дорогие respins или хуже.

Синхронизация электрической и механической информации необходима к обеспечению что никакие физические нарушения не происходят когда пакет помещен внутри приложение или вся система. Дифференциальный обмен данных во время дизайна основной к обеспечению совместимости ECAD-MCAD и увеличил первый успех пропуска. Он также помогает в творении более крепких дизайнов пока увеличивающ урожайность и достигающ более быстрого времени на реализацию.

Весьма важно что и дизайнер пакета IC и изготовленный на заказ дизайнер распространителя жары могут визуализировать, исследовать, и оптимизируют интеграцию, идеально как асинхронный процесс который уменьшает кросс-доменный перерывы.

Диаграмма 2 цифровая двойная методология включает мульти-домен и кросс-доменный интеграцию. Источник: Графики ментора

Синхронизация между комплексным конструированием и механическим/термальным дизайном также значительная проблема к перво-врем-правому успеху. Неоднородные пакеты мульти-субстрата показывают множественные обломок-пакет-взаимодействия, с одним из самое большое быть термальным рассеянием тепла, особенно non-linearly произведенной жарой типичной в таких пакетах.

Типичный подход к термальному управлению использует распространитель жары для передачи тепла и диссипации. Но распространитель жары только столь же хороший как свой дизайн. Для распространителя жары, который нужно быть эффективен и эффективен, его необходимо конструировать и сымитировать совместно с пакетом, не как запоздалая мысль. Конструировать весь пакет в 3D обеспечивает efficacious осуществление передачи тепла без значительных компромиссов дизайна.

Диаграмма 3 это управляемый цифров двойн интегрированный дизайн распространителя жары. Источник: Графики ментора

И 2.5D и штабелировать 3D могут создать разнообразие неумышленные физические стрессы, как коробоватость субстрата во время установки и вызванного рему стресса. Дизайнеры должны мочь проанализировать план для стрессов причиненных такими взаимодействиями обломок-пакета и их ударом на представлении прибора. Как только пакет приближает к завершению вставки, точное 3D упаковывая термальную модель можно экспортировать для включения в детальном PCB и анализе полно-системы термальном. Это включает окончательный настраивать приложения системы и позволяет естественному и/или принудительному охлаждению, который нужно оптимизировать.

Предварительные пакеты IC приносят много новых проблем для инженеров целостности сигнала и их инструментов для конструирования. Плашки установлены сразу к субстрату, поэтому потенциал для трассы субстрата к соединению трассы слоя перераспределения на-плашки возможен. Пакеты больше не простых плоскостных структур слоя с легко моделированными простыми vias между слоями металла. Вместо этого могут быть множественные субстраты очень различных материалов и свойств. Анализ можно использовать успешно для нескольких деталей сигнала и силы связанных с целостност.

К тому же, несколько деталей которые трудный для того чтобы сымитировать. Эти вообще подразделяют на категория электромагнитного взаимодействия (EMI). Пока эти возвращени-пут-созданные вопросы EMI можно проанализировать и сымитировать, нормально не продуктивно сделать так. Например, в случае трассировки пересекая разделение в плоскости, установка симуляции и продолжительность времени будут значительны, и все инженеры выучат что такие ситуации плохи и следует избежать.

Эти вопросы наиболее хорошо определены через программн-автоматизированный, основанный на геометри осмотр и проверку во время дизайна. Эти можно типично настроить и исполненный в минутах, с зонами вопроса ясно выделил для лечебного действия дизайна. Такой «подход к левой стороны переноса» предотвращает вопросы от быть созданным во-первых, делающ анализ EMI больше шага знака- проверки.

Неоднородные дизайны 2.5D и 3D типично используют через vias кремния (TSVs), которые длинные vias проходя через плашку или субстрат для того чтобы соединить фронт и заднюю сторону. Этот TSVs позволяет умирает и сразу соединенные субстраты, который нужно штабелировать и. Однако, в дополнение к их собственным значительным электрическим характеристикам, TSVs также имеет косвенное воздействие на электрическом поведении приборов и соединений в их близости.

Точного для моделирования гетерогенной системы 2.5D/3D, дизайнеру нужно инструменты которые извлекают точные электрические параметры от физической структуры этих элементов 2.5D/3D, которые можно после этого кормить в поведенческие имитаторы. Использующ цифровую двойную модель 3D полного собрания пакета, дизайнеры могут точно извлечь parasitics этих моделей 2.5D и 3D. Как только элементы были извлечены правильно, используя соотвествующие методологию и процесс, их можно собрать в на уровне систем модель соединения и сымитировали для того чтобы проанализировать представление и соотвествующее соответствие протокола.

Масштабируемость и ряд

Неоднородные технологии упаковки более сложны для того чтобы конструировать, изготовить, и собирают, потенциально ограничивающ их наличие ко все, кроме ведущим компаниям полупроводника и их дизайны кровотечени-края. К счастью, дизайн и экосистема схемы поставок могут сыграть сильную роль во включать демократизацию таких технологий, кладя их в пределах достигаемости всех дизайнеров и компаний-как раз по мере того как мир плавильни кремния сделал с наборами проекта процесса (PDKs), которые были вездесущими.

Автоматизированная проверка IC управляемые дизайн правила созданные плавильней и обеспеченные, что в PDK конструировала дома. Поставщики инструмента EDA квалифицируют их toolsets против этих правил для обеспечения что их инструменты проверки производят доказанные, repeatable, signoff качественные результаты. Цель набора дизайна собрания пакета (PADK) подобна этому из PDK-облегчает manufacturability и представление используя унифицированные правила которые обеспечивают последовательность через процесс.

Очевидно, PADK должно включить и физическую проверку и решение извлечения signoff, и оно должно также обратиться к термальному и/или усилиться решениям знака-. Весь из этих процессов должны быть независимым любых специфических инструмента для конструирования или процесса используемых для создания собрания. К тому же, полное PADK должно работать через и IC и упаковывая домены, подразумевая что подача должна поддержать множественные форматы. В конце концов, весь из этих процессов проверки должны быть утвержены компанией пакета assembly/OSAT.

Масштаб и сложность предварительных пакетов IC кладут немедленное давление на дизайнера и календарный план при проектировании, который часто получает удлиненным. Вытекая популярный подход к управлять этим одновременный дизайн команды, где множественные дизайнеры одновременно работают на таком же дизайне через местное или глобальные вычислительные сети, но сохраняет способность визуализировать всю деятельность при дизайна без вытерпеть любые обременительные установку или управление процессом.

Вычисляйте что дизайн 4 Мульти-потребителей одновременный может сжать этапы проектирования и оптимизировать ресурсы. Источник: Графики ментора

От КЕЙТ FELTON.