טכנולוגיה
מתודולוגיית full-custom
תשעה שלבים, וכל אחד ננעל לפני שהבא מתחיל, עם ראיות שהלקוח יכול לקרוא.
היכן זה משתלםהיכן שכמה סוגי תאים חוזרים פעמים רבות מאוד, ונושאים חלק גדול מספיק מהאנרגיה או מהשטח של השבב כדי להשפיע על השבב כולו.
מתי להשתמש בה
בחירה שנעשית בלוק אחר בלוק.
תכנון full-custom חל על בלוקי נתיב הנתונים הקריטיים. שאר השבב עובר בזרימת כלים סטנדרטית. איזה טיפול כל בלוק מקבל תלוי בשאלה לאן באמת הולכות האנרגיה והשטח שלו.
תכנון ברמת הטרנזיסטור
תאים שתוכננו לשבב הזה, עם לייאאוט וחיווט ברמת הטרנזיסטור, עטופים כבלוק מאופיין. לבלוקי נתיב הנתונים הקריטיים שנושאים את האנרגיה או השטח של השבב.
תאים ייעודיים לפרויקט
ספרייה של יצרנית השבבים ועוד כמה תאים שנבנו לפרויקט, משולבים בתוך לוגיקה מסונתזת. לבלוקים שמרוויחים מכמה תאים טובים יותר.
סינתזה
ספריית תאים סטנדרטיים עם סינתזה, מיקום וניתוב אוטומטיים. ללוגיקת בקרה, לממשקים ולשאר השבב, וכקו הבסיס שמולו נמדד כל בלוק מותאם אישית.
כלי סכמה, לייאאוט, אקסטרקציה ואישור סופי פועלים בכל צעד של תכנון ברמת הטרנזיסטור.
איך תכנון הופך לסיליקוןתכנון ברמת הטרנזיסטור משתלם ביותר כשכל חמשת התנאים מתקיימים.
- מספר קטן של סוגי תאים חוזר מספר גדול מאוד של פעמים.
- התאים האלה נושאים חלק גדול מספיק מהאנרגיה או מהשטח של השבב כדי להזיז את המדד ברמת השבב.
- הפונקציה יציבה מספיק כדי שהלייאאוט לא ייעשה מחדש.
- קיים קו בסיס מסונתז באותו תהליך, שאפשר למדוד מולו.
- הפרויקט יכול לשאת בעלות האפיון והקורלציה מול סיליקון.
במקרים אחרים, תאים ייעודיים לפרויקט או סינתזה הם בדרך כלל הבחירה היעילה יותר.
השיטה
תשעה שלבים, וכל אחד ננעל לפני הבא.
פייפליין שומר את התוצאה של כל שלב ברגיסטר לפני שהשלב הבא יכול להשתמש בה. השיטה הזו מתייחסת לראיות באותו אופן. שלב נסגר כשהראיות שלו קיימות והלקוח יכול לקרוא אותן.
התאמה וחלוקה
מחליטים, בלוק אחר בלוק, מה יקבל תכנון ברמת הטרנזיסטור, מה ישתמש בתאים ייעודיים לפרויקט ומה יישאר מסונתז, לפי המקום שאליו באמת הולכות האנרגיה והשטח.
ראיות שלקוח צריך לצפות להן
- טבלת חלוקה עם החלק של כל בלוק בשטח ובהספק, והסיבה לסגנון התכנון שלו
- קו בסיס מסונתז לכל בלוק שמוצע כמותאם אישית
הגדרת הארכיטקטורה ונתיב הנתונים
קובעים את עומק הפייפליין, מבנה ה-bit slice, שיטת השעון ויעד מתח ההזנה לפני שמשרטטים תא כלשהו.
ראיות שלקוח צריך לצפות להן
- מודל ייחוס בר-הרצה ווקטורי בדיקה
- תקציב השהיה, אנרגיה ושטח לכל bit slice, עם פירוט ההנחות שלו
- רשימת פינות האישור הסופי
תכנון מעגלים ותאים
מתכננים לאצ'ים, פליפ-פלופים ומעגלי חיבור ברמת הטרנזיסטור, ובוחרים מספרי סנפירים וסוגי מתח סף.
ראיות שלקוח צריך לצפות להן
- סכמות
- SPICE לפני לייאאוט על פני פינות, שמכסה setup, hold, retention ומרווח רעש
- סטטיסטיקות מונטה קרלו
- השוואה לתא המקביל בספרייה של יצרנית השבבים
לייאאוט לפי חוקי יצרנית השבבים
משרטטים תאים ו-bit slices על הגריד ולפי חוקי ה-patterning של יצרנית השבבים, ומתכננים את הגישה לפינים עבור כלי הניתוב.
ראיות שלקוח צריך לצפות להן
- לוגים נקיים של DRC, LVS ו-ERC, עם גרסאות הכלים וה-decks
- תוצאות צביעה וצפיפות
- כל החרגה מפורטת, עם הסיבה לה
אקסטרקציה וסימולציה לאחר לייאאוט
מפיקים התנגדות וקיבול מהלייאאוט האמיתי ומריצים סימולציה שוב, כדי שהתוצאות ישקפו את הלייאאוט ולא את הסכמה.
ראיות שלקוח צריך לצפות להן
- טבלה שמשווה השהיה ואנרגיה לפני הלייאאוט ואחריו
- פינות הפרזיטיקה שבהן השתמשו
- תיעוד של שינויי הלייאאוט שנעשו בעקבות זאת
אפיון ספריות ומודלים
מפיקים את ייצוגי התזמון וההספק ואת הייצוגים הפיזיים והפונקציונליים שזרימה דיגיטלית צריכה.
ראיות שלקוח צריך לצפות להן
- קובצי Liberty עם נתוני מקור הזרם והשונות שהזרימה דורשת
- LEF abstract ומודל התנהגותי
- דוח QA שמשווה את המודלים ל-SPICE, עם גודל המדגם והתפלגות השגיאה
שילוב עם שעון והספק
ממקמים את הבלוקים המותאמים אישית בשבב, ומתכננים סביבם את אספקת השעון וההספק.
ראיות שלקוח צריך לצפות להן
- תקציבים ותוצאות של skew ו-jitter
- דוחות IR drop סטטי ודינמי
- דוחות EM בפעילות ובטמפרטורה שצוינו
- תזמון היררכי באמצעות המודלים שנמסרו
אימות ואישור סופי
מראים שהסכמה מממשת את ה-RTL, ואז מריצים אישור סופי מלא של יצרנית השבבים, עם מרווחים לשונות ולהזדקנות.
ראיות שלקוח צריך לצפות להן
- דוח שקילות בין ה-RTL לסכמה, עם ההיקף וההחרגות שלו
- תזמון בפינות האישור הסופי, כולל שונות
- דוח מרווחים להזדקנות ולחימום עצמי
- רשימת תיוג חתומה לטייפ-אאוט
קורלציה מול סיליקון
מודדים סיליקון אמיתי, משווים אותו למודלים, ומזינים את ההפרשים בחזרה לספריות ולמרווחים.
ראיות שלקוח צריך לצפות להן
- נתונים ממוניטורים על השבב
- גרפי Shmoo והתפלגויות Vmin על פני פרוסות ופינות תהליך
- טבלה של ערכים מדודים מול ערכי המודל, עם גודל המדגם
השרטוטים מראים את סוג הראיות בכל שלב. ראיות שמקורן ביצרנית השבבים משותפות תחת הסכם סודיות כשההסכם עם יצרנית השבבים דורש זאת.
שירותי full-custom
מה עשינו
שני טייפ-אאוטים ב-16 nm FinFET של TSMC.
מפרוסה רב-פרויקטית ועד ערכת מסכות מלאה, שיטת ה-full-custom יושמה על סיליקון אמיתי.
88ליבות
פרוסה רב-פרויקטית (שאטל)
נובמבר 2018
200ליבות
ערכת מסכות מלאה
יוני 2019
מתח הפעולה בדגימות השאטל
דגימות השאטל נמדדו במתח של
0.36 V
הרבה מתחת למתח הליבה הנומינלי של התהליך.
ליבת החישוב תוכננה ב-full-custom; שאר החלקים בכל שבב עברו בזרימת כלים סטנדרטית.
מה העבודה כללה
תאים מותאמים אישית
בליבת החישוב שימשו פליפ-פלופים מרובי-ביטים ומעגלי חיבור מותאמים אישית.
ספריות למתח נמוך
ספריות התאים של יצרנית השבבים אופיינו מחדש למתח נמוך.
מיקום ידני
ליבת החישוב מוקמה ידנית.
הצמדה
בלוקי המשנה של הליבה הוצמדו זה לזה ללא תאי גבול, בניצולת מיקום של 95 אחוז בזמן הטייפ-אאוט.
אישור סופי
התזמון וה-IR drop קיבלו אישור סופי בכמה פינות.
הפעלה ראשונית
ההפעלה הראשונית בוצעה בידי הצוות שלנו, עם שותפים חיצוניים לאריזה ולניתוח.
משוב מהסיליקון
מדידות על הסיליקון של ערכת המסכות המלאה הוזנו לתכנון שבא אחריו, ודייקו את בחירת התאים ואת מרווח ה-hold ללוגיקה דינמית במתח נמוך מאוד.
7 nm ו-6 nm
כבעלי חשבון ישיר ב-TSMC, אנחנו מורשים לתכנון ב-7 nm FinFET, וביצענו תכנון full-custom של שבב AI ב-6 nm עבור לקוח AI מוביל.
צמתי תהליךקניין רוחני
פטנטים ותכנוני לייאאוט רשומים
CN111308329B
פטנט המצאה סיני
בדיקה ומיון של שבבים רבי-ליבות.
CN111294045B
פטנט המצאה סיני
הפחתת רעש פאזה בחוגי נעילת פאזה עם משאבת מטען.
BS.185572790BS.195600134
תכנוני לייאאוט רשומים
לייאאוטים של מעגלים משולבים הרשומים על שם החברה.
בלוק שיכול להרוויח מזה?
שלחו את המפרט שלו ולאן הולכות האנרגיה והשטח שלו, ונחזור אליכם.