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TSMC完成28纳米芯片设计生态环境建构

导读: TSMC今(26)日宣布,已顺利在开放创新平台(Open Innovation PlatformTM)上,建构完成28纳米设计生态环境,同时客户采用TSMC开放创新平台所规划的28纳米新产品设计定案(tape out)数量已经达到89个。

  TSMC今(26)日宣布,已顺利在开放创新平台(Open Innovation PlatformTM)上,建构完成28纳米设计生态环境,同时客户采用TSMC开放创新平台所规划的28纳米新产品设计定案(tape out)数量已经达到89个。TSMC亦将于美国加州圣地亚哥举行的年度设计自动化会议(DAC)中,发表包括参考流程12.0版(Reference Flow 12.0)、模拟/混合讯号参考流程2.0版(Analog/Mixed Signal Reference Flow 2.0)等多项最新的客制化设计工具,强化既有的开放创新平台设计生态环境。

  TSMC28纳米设计生态环境已准备就绪,提供包括设计法则检查(DRC)、布局与电路比较(LVS)及制程设计套件(PDK)的基础辅助设计;在基础硅知识产权方面有标准组件库(standard cell libraries)及内存编译程序 (memory compilers);另外,此设计架构亦提供USB、 PCI与DDR/LPDDR等标准接口硅知识产权。客户可经由TSMC-online下载这些设计工具与套件。一直以来,TSMC与电子设计自动化伙伴(EDA)在28纳米世代的合作相当紧密,共同追求设计工具的一致性,改善设计结果。目前EDA主要领导厂商Cadence、Synopsys 与Mentor运用于28纳米芯片上的可制造性设计统一(United DFM)架构便是一个很好的例子。

  TSMC参考流程12.0版新增加许多特色:可应用于透过硅基板(silicon interposer)及硅穿孔(TSV)技术制造生产的二点五维与三维集成电路(2.5-D/3-D ICs)、提高28纳米以模型为基础仿真可制造性设计的速度;此参考流程亦可运用在先进电子系统阶层设计(ESL),整合TSMC的功率、效能及面积制程技术。另外,此参考流程版本将首次呈现TSMC20纳米穿透式双重曝影设计(Transparent Double Patterning)解决方案,持续累积在创新开放平台架构下20纳米的设计能力。另外,模拟/混合讯号参考流程2.0版本提供先进的多伙伴模拟/混合讯号设计流程,协助处理复杂度与日俱增的28纳米制程效能与设计挑战,并解决在高阶可制造性设计(Superior DFM)与设计规范限制(RDR)间兼容性及可靠性问题。

  TSMC设计暨技术平台处资深处长侯永清表示:「我们相信客户能立即运用TSMC28纳米先进技术及产能优势来生产他们的设计;同时,客户们也能在不久的将来准备向更先进的20纳米世代设计迈进。通过与电子自动化设计厂商和硅知识产权伙伴间的紧密合作,TSMC已经建构了一个完备且稳固的28纳米设计生态系统,成功地协助客户达成产品设计的目标 。此外,参考流程12.0版及模拟/混合讯号参考流程2.0版的推出亦能解决应用于下一世代28纳米与20纳米设计上所面临的关键瓶颈。」

 

  DAC大会上的新技术与设计方案

 

  参考流程12.0版及20纳米穿透式双重曝影

  随着半导体制程技术向前推进,金属导线厚度愈来愈小,目前微影曝光系统的曝影能力已无法因应20纳米制程技术发展。然而,双重曝影(double patterning)这项关键技术,使得现行微影技术能够克服成像分辨率的极限,且毋需使用尚未验证的极紫外光(EUV)微影技术。TSMC的穿透式双重曝影解决方案让系统及芯片设计厂商得以顺利迈入20纳米技术,且毋需调整目前的设计方法或参考流程。此项技术已提供给EDA合作伙伴进行相关产品及服务开发,并已经通过验证准备上市。

 

  2.5-D 硅基板

 

  基本上2.5D芯片的设计是由硅基板将多层芯片整合起来,此硅基板可应用于不同的技术。参考流程12.0版在平面规划(floorplanning)、配置与绕线(Place & Route)、电阻压降(IR-drop)及热分析(thermal analysis)上具备新的设计能力,可同时应用于多个制程及2.5D芯片测试设计。

 

  28纳米功率、效能及DFM设计的强化

 

  在精细几何技术上,电线及通道电阻的时序降低日益明显。参考流程12.0版推出强化绕线的方法:将通道数量减到最小、改变绕线布局、或将电线加宽以减轻电线与通道电阻的冲击。漏电流增加是因为在28纳米制程上的临界电压(threshold voltage)与闸极氧化层(gate Oxide)厚度增加。多模多角(multi-mode multi-corner)的漏电优化可提供不同的电压选择与门极偏压库,让设计者更有效的减少漏电。最后,为了尽量缩短28纳米热点检查及修正的设计时间,DFM 数据套件(DDK)加入一具新的「热点过滤引擎」以提高model-based可制造性设计分析的速度。

 

  模拟/混合讯号参考流程2.0版

 

  当设计厂商客制化28纳米芯片时,模拟/混合讯号参考流程2.0版能帮助确保DFM与 RDR之间的兼容性。此参考流程提供正确的设计结构及选择设定以使用TSMC的PDK与DFM。此外,TSMC将累积所学的可靠性与生态系统伙伴合作,共同推出新颖的方法滤除可能的缺陷。TSMC和二十一家开放创新平台生态系统伙伴将连手展示参考流程12.0版及模拟/混合讯号参考流程2.0版的特性与优点。

 

  射频参考设计套件3.0版

 

  TSMC将推出最新的射频设计套件(RF RDK 3.0)给射频设计厂商使用,该设计套件内建先进的硅相关60GHz毫米波设计套件,也提供客户创新的方法,透过电磁模拟使用自行选择的电感器进行设计。

 

  关于开放创新平台

 

  OIP系在芯片设计产业、TSMC设计生态系统合作伙伴以及TSMC的硅知识产权、芯片设计与可制造性设计服务、制程技术以及后段封装测试服务之间加速实时创新。它拥有多个互通的设计生态系统接口以及由TSMC与合作伙伴协同开发出的构成要素,这些构成要素系由TSMC主动发起或提供支持。透过这些接口以及基本组件,可以更有效率地加速整个半导体产业供应链每个环节的创新,并促使整个产业得以创造及分享更多的价值。此外,TSMC的AAA-主动精准保证机制(Active Accuracy Assurance Initiative)是开放创新平台中的另一重要关键,能够确保上述接口及基本组件的精确度及质量。

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