التقنية
منهجية التصميم المخصص بالكامل
تسع مراحل، تُثبَّت كلٌّ منها قبل أن تبدأ التالية، بأدلة يمكن للعميل قراءتها.
أين تتحقق فائدتهحيث تتكرر أنواع قليلة من الخلايا مرات كثيرة جدًا، وتستأثر بقدر من طاقة الشريحة أو مساحتها يكفي للتأثير في الشريحة بأكملها.
متى تُستخدم
خيار يُتخذ كتلةً كتلة.
يُطبَّق التصميم المخصص بالكامل على كتل مسار البيانات الحرجة. أما باقي الشريحة فيعتمد مسار أدوات قياسيًا. وتتوقف المعالجة التي تحظى بها كل كتلة على المواضع التي تذهب إليها طاقتها ومساحتها فعليًا.
التصميم على مستوى الترانزستور
خلايا مصممة لهذه الشريحة، بتخطيط فيزيائي ووصلات على مستوى الترانزستور، مجمَّعة في كتلة مُوصَّفة. لكتل مسار البيانات الحرجة التي تستأثر بطاقة الشريحة أو مساحتها.
خلايا خاصة بالمشروع
مكتبة من المسبك وعدد قليل من الخلايا المصنوعة للمشروع، ممزوجة بمنطق ناتج عن التركيب. للكتل التي تستفيد من بضع خلايا أفضل.
التركيب
مكتبة خلايا قياسية مع تركيب آلي ووضع للخلايا وتوجيه للوصلات. لمنطق التحكم والواجهات وباقي الشريحة، وكخط أساس تُقاس عليه كل كتلة مخصصة.
تعمل أدوات المخطط الكهربائي والتخطيط الفيزيائي والاستخلاص والاعتماد في كل خطوة من خطوات التصميم على مستوى الترانزستور.
كيف ينتقل التصميم إلى السيليكونيحقق التصميم على مستوى الترانزستور أكبر فائدة حين تتحقق الشروط الخمسة كلها.
- تتكرر أنواع قليلة من الخلايا عددًا كبيرًا جدًا من المرات.
- تستأثر هذه الخلايا بقدر من طاقة الشريحة أو مساحتها يكفي لتغيير المقياس على مستوى الشريحة.
- الوظيفة مستقرة بما يكفي لعدم إعادة التخطيط الفيزيائي.
- يوجد خط أساس من التركيب على العملية نفسها للقياس عليه.
- يستطيع المشروع تحمّل تكلفة التوصيف ومطابقة السيليكون.
وفي الحالات الأخرى، تكون الخلايا الخاصة بالمشروع أو التركيب عادةً الخيار الأكثر كفاءة.
المنهجية
تسع مراحل، تُثبَّت كلٌّ منها قبل التالية.
يخزّن خط الأنابيب نتيجة كل مرحلة في مسجِّل قبل أن يتسنى للمرحلة التالية استخدامها. وتعامل هذه المنهجية الأدلة بالطريقة نفسها. فتُغلق المرحلة حين تتوافر أدلتها ويستطيع العميل قراءتها.
تقييم الملاءمة والتقسيم
تحديد ما يخضع للتصميم على مستوى الترانزستور، وما يستخدم خلايا خاصة بالمشروع، وما يبقى ناتجًا عن التركيب، كتلةً كتلة، استنادًا إلى المواضع التي تذهب إليها الطاقة والمساحة فعليًا.
الأدلة التي ينبغي أن يتوقعها العميل
- جدول تقسيم يبيّن حصة كل كتلة من المساحة والطاقة، وسبب اختيار أسلوب تصميمها
- خط أساس من التركيب لكل كتلة مقترحة للتصميم المخصص
تعريف المعمارية ومسار البيانات
تثبيت عمق خط الأنابيب وبنية مقاطع البت (bit slice) ومخطط الساعة وجهد التغذية المستهدف قبل رسم أي خلية.
الأدلة التي ينبغي أن يتوقعها العميل
- نموذج مرجعي قابل للتنفيذ ومتجهات اختبار
- ميزانية للتأخير والطاقة والمساحة لكل مقطع بت، مع بيان افتراضاتها
- قائمة الحالات الحدّية للاعتماد
تصميم الدوائر والخلايا
تصميم الماسكات والقلّابات ودوائر الجمع على مستوى الترانزستور، مع اختيار عدد الزعانف وأنواع جهد العتبة.
الأدلة التي ينبغي أن يتوقعها العميل
- المخططات الكهربائية
- محاكاة SPICE قبل التخطيط الفيزيائي عبر الحالات الحدّية، تغطي setup وhold والاحتفاظ وهامش الضوضاء
- إحصاءات مونت كارلو
- مقارنة بالخلية المكافئة في مكتبة المسبك
التخطيط الفيزيائي وفق قواعد المسبك
رسم الخلايا ومقاطع البت على شبكة المسبك ووفق قواعد رسم الأنماط لديه، مع التخطيط للوصول إلى الأطراف من أجل أداة توجيه الوصلات.
الأدلة التي ينبغي أن يتوقعها العميل
- سجلات DRC وLVS وERC خالية من المخالفات، مع إصدارات الأدوات وملفات القواعد
- نتائج التلوين والكثافة
- قائمة بكل استثناء، مع سببه
الاستخلاص والمحاكاة بعد التخطيط الفيزيائي
استخلاص المقاومة والسعة من التخطيط الفيزيائي الفعلي وإعادة المحاكاة، لتعكس النتائج التخطيط الفيزيائي لا المخطط الكهربائي.
الأدلة التي ينبغي أن يتوقعها العميل
- جدول يقارن التأخير والطاقة قبل التخطيط الفيزيائي وبعده
- الحالات الحدّية للعناصر الطفيلية المستخدمة
- سجل بالتغييرات التي أُجريت على التخطيط الفيزيائي استجابةً لذلك
توصيف المكتبات والنماذج
إعداد تمثيلات التوقيت والطاقة والتمثيلات الفيزيائية والوظيفية التي يحتاجها المسار الرقمي.
الأدلة التي ينبغي أن يتوقعها العميل
- ملفات Liberty مع بيانات مصدر التيار والتباين التي يتطلبها المسار
- ملخص LEF ونموذج سلوكي
- تقرير QA يقارن النماذج بـSPICE، مع حجم العينة وتوزيع الخطأ
الدمج مع الساعة والطاقة
وضع الكتل المخصصة في الشريحة، وتصميم توزيع الساعة والطاقة حولها.
الأدلة التي ينبغي أن يتوقعها العميل
- ميزانيات skew وjitter ونتائجهما
- تقارير هبوط الجهد IR الساكن والديناميكي
- تقارير EM عند نشاط ودرجة حرارة محددين
- توقيت هرمي باستخدام النماذج المسلَّمة
التحقق والاعتماد
إثبات أن المخطط الكهربائي ينفّذ RTL، ثم إجراء اعتماد المسبك الكامل مع هوامش للتباين والتقادم.
الأدلة التي ينبغي أن يتوقعها العميل
- تقرير تكافؤ بين RTL والمخطط الكهربائي، مع نطاقه واستثناءاته
- التوقيت عند الحالات الحدّية للاعتماد، مع التباين
- تقرير عن هوامش التقادم والتسخين الذاتي
- قائمة تحقق موقَّعة للإرسال للتصنيع
مطابقة السيليكون
قياس السيليكون الفعلي، ومقارنته بالنماذج، وإعادة الفروق إلى المكتبات والهوامش.
الأدلة التي ينبغي أن يتوقعها العميل
- بيانات المراقِبات داخل الشريحة
- مخططات Shmoo وتوزيعات Vmin عبر الرقائق والحالات الحدّية للعملية
- جدول يقارن القيم المقيسة بالقيم المنمذجة، مع حجم العينة
تبيّن الرسوم نوع الأدلة في كل مرحلة. وتُشارَك الأدلة المستمدة من بيانات المسبك بموجب اتفاقية عدم إفصاح حيث تقتضي اتفاقية المسبك ذلك.
خدمات التصميم المخصص بالكامل
ما قمنا به
عمليتا إرسال للتصنيع على 16 nm FinFET لدى TSMC.
من رقاقة متعددة المشاريع إلى مجموعة أقنعة كاملة، طُبّقت منهجية التصميم المخصص بالكامل على سيليكون فعلي.
88نواة
رقاقة متعددة المشاريع (دورة مشتركة)
نوفمبر 2018
200نواة
مجموعة أقنعة كاملة
يونيو 2019
جهد التشغيل في عينات الدورة المشتركة
قيست عينات الدورة المشتركة عند
0.36 V
وهو أقل بكثير من جهد النواة الاسمي للعملية.
كانت نواة الحوسبة مخصصة بالكامل، واعتمد باقي كل شريحة مسار أدوات قياسيًا.
ما شمله العمل
خلايا مخصصة
استُخدمت في نواة الحوسبة قلّابات متعددة البتات ودوائر جمع مخصصة.
مكتبات للجهد المنخفض
أُعيد توصيف مكتبات خلايا المسبك للجهد المنخفض.
الوضع اليدوي
وُضعت نواة الحوسبة يدويًا.
التلاصق
وُضعت الكتل الفرعية للنواة متلاصقة بلا خلايا حدودية، بنسبة استغلال بلغت 95% لوضع الخلايا عند الإرسال للتصنيع.
الاعتماد
اعتُمد التوقيت وهبوط الجهد IR عبر حالات حدّية متعددة.
التشغيل الأولي
تولى فريقنا التشغيل الأولي، مع شركاء خارجيين في التغليف والتحليل.
التغذية الراجعة من السيليكون
غذّت القياسات على شرائح مجموعة الأقنعة الكاملة التصميم اللاحق، فحسّنت اختيار الخلايا وهامش hold للمنطق الديناميكي عند الجهد المنخفض جدًا.
7 nm و6 nm
بحسابنا المباشر لدى TSMC، مُصرَّح لنا بتصميم 7 nm FinFET، وقد نفّذنا لأحد كبار عملاء الذكاء الاصطناعي تصميم شرائح ذكاء اصطناعي مخصصًا بالكامل على 6 nm.
عُقَد التصنيعالملكية الفكرية
براءات الاختراع والتصاميم التخطيطية المسجلة
CN111308329B
براءة اختراع صينية
اختبار الشرائح كثيرة الأنوية وفرزها.
CN111294045B
براءة اختراع صينية
خفض ضوضاء الطور في حلقات قفل الطور بمضخة الشحنة.
BS.185572790BS.195600134
تصاميم تخطيطية مسجلة
تصاميم تخطيطية لدوائر متكاملة مسجلة باسم الشركة.
كتلة قد تستفيد من ذلك؟
أرسلوا مواصفاتها وأين تذهب طاقتها ومساحتها، وسنرد عليكم.