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台積電公開晶圓製程資料 支援無晶圓廠DFM設計

上網時間: 2006年07月04日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:產業生態環境  專業晶圓代工廠商  整合元件製造商  可製造性設計  DFM 

台積電(TSMC)目前正打算使從事65奈米及其以下晶片設計的工程師能夠更容易地從全球主要的專業晶圓代工廠中獲取專有的製程資料。此舉可望消弭這些開發人員在次90奈米設計中所面臨的最大障礙,使他們得以進一步與整合元件製造商(IDM)設計者的開發保持同步;這些IDM廠商的設計者往往可以輕易地從他們自己的晶圓廠中獲取相關製程資料。

TSMC近日揭示了65奈米可製造性設計(DFM)的產業‘生態系統’(Ecosystem)和能夠為EDA工具提供製程模型資訊的統一資料格式。其相容於65奈米DFM的‘設計支援產業生態系統’(DSE)包括對支援TSMC最新DFM統一格式(DUF)的第三方工具進行嚴格的資料認證。迄今為止,已有8家EDA供應商通過資格認證。據TSMC表示,統一格式能提供微影製程檢查、關鍵區域分析和化學機械拋光(CMP)分析所需的資訊。今年七月即可提供針對90和65奈米製程的格式。

在次90奈米設計中,如何從晶圓代工廠獲取專有製程資料一直是無晶圓供應商所面對的難題。在65奈米及以下製程中,僅依賴設計規則已無法確保更高良率,而以模型為基礎的DFM設計則日益重要,而專有製程數據的獲得則可使DFM設計變的可行。

圖:驅動第三方軟體的TSMC資料套件

“這是一項重大的進展,”TSMC北美分公司設計服務行銷處資深處長溫國燊表示,“我們討論的不僅僅是工具,也包括了整個生態系統。我們所付諸實踐的行動可將DFM融入設計聯盟合作計劃中的每個環節。”

他解釋道,這項行動將促使TSMC與EDA供應商、資料庫和IP供應商以及獨立的設計中心加以結盟。“我們把DFM能力帶給設計人員,而不是像以往宣稱的那樣,主要只在晶圓代工廠處執行DFM流程。”

當然,無晶圓廠供應商聽到這個消息後無不歡呼雀躍。例如,高通負責設計到矽晶過程的總工程師Riko Radojcic就表示出該公司非常支持TSMC建立產業生態環境的努力。“我們無法獲得非常機密的製程資料,但期望能獲得這些正確的資料,因為這些資料都是對於製程和設計合成進行最佳化所必須的。”他說,“事實上,我們相信在新興DFM技術的幫助下,透過部署一個結構化、基於模型的基礎架構,而非傳統上為IDM廠商所普遍使用的非正式定製方案,我們或許能夠超越IDM所擁有的傳統優勢。”

DFM新創公司Ponte Solutions負責行銷和業務開發副總裁Nitin Deo稱,DFM統一格式就如同Verilog語言和資料庫.lib格式的標準化一樣意義重大。“這將確保設計者擁有執行適切當工具所需的全部資料,因而消除其後顧之憂。”他認為。

“對整個產業而言,這是非常重要的一步。”Synopsys公司DFM解決方案的資深總監Srinivas Raghvendra稱,“已經從事65奈米製程開發的客戶告訴我們,基於設計規則驗證(DRC)的簽字確認(signoff)已不敷使用,他們需要分析工具以使版局在晶片上的情形可視化。”

“相較於以往的標準準,這真是一項重大突破。”明導公司設計到矽晶部門副總裁Joe Sawicki表示,“它使設計人員能夠再次掌控設計。”

作為一家晶圓代工廠,TSMC對業界的影響十分深遠。Gartner Dataquest公司的一份最新報告顯示,TSMC去年在整個晶圓代工市場(包括專業晶圓代工廠和IDM在內)的佔有率高達44.7%。

“TSMC必須這麼做才能討得高通、飛思卡爾和Broadcom等ASSP廠商們的歡心。”Gartner Dataquest研究總監John Barber認為。但是,Barber又指出,“TSMC也真的必須只把目標瞄準在一線客戶。”

解決DFM問題

去年6月,TSMC推出了65奈米參考流程,同時推出一套與製程相關的工具套件Yield Plus,以及Yield Pro設計服務。另外,TSMC還悄悄地發起了‘DFM相容性計劃’,現在已吸納了18家第三方公司。

TSMC近日於美國聖荷西舉行的TSMC技術研討會上宣佈其支援65奈米DFM產業生態環境,其主旨即在於DUF,以及能支援來自多個供應商的三種工具,包括顯示佈局改變將如何減少隨機缺陷的‘關鍵區域分析工具’、可對微影效果進行建模的‘微影製程檢查工具’,以及可估算金屬填充和金屬密度的‘化學機械拋光(CMP)分析工具’。

溫國燊談到,DFM在傳統上都是透過設計規則檢查來進行處理。但在65奈米節點,這種傳統方法便會遺漏許多晶片錯誤。一個選擇是擴大規則基礎,但這將會減緩設計速度並使規則檢查變得複雜。更好的選擇是轉向由DUF所支援、基於模型的檢查。

這種格式對於隨機缺陷和系統缺陷進行建模,而對參數缺陷的建模也已經列入其研發計劃中。它並未特別支援統計時序分析。“隨著我們向45奈米製程的發展,可能還需要加入其它資訊,但據我們所了解的65奈米,這種格式確實包括了設計人員一直在尋求的全部資訊。”Synopsys的Raghvendra評述道。

DUF資料來自於TSMC所謂的DFM資料工具套件(DDK),可直接提供給客戶,由於格式已經授權給了指定的EDA供應商,所以這些工具也是經認證的。

嚴格的工具資格認證對TSMC的DFM支援十分重要。經TSMC認證的工具充分利用了DUF中的資訊,溫國燊提到。資格認證會檢查精密度、可用性和執行時間等方面。目前,已經獲得資格認證的供應商包括Anchor半導體、Cadence、Clear Shape、Magma、明導、Ponte、Predictions和新思等公司。

新創公司Blaze DFM也是產業生態環境中的一員,但它新推出的Blaze MO工具卻尚未通過資格認證,因為該工具主要關注參數良率,而不使用DUF提供的隨機和系統良率資料。“我們正共同合作致力於在未來擴展DUF格式,以提高DFM能力。”Blaze公司行銷和業務開發副總裁Dave Reed表示。

TSMC還為佈局寄生擷取、佈局加速器以及微影製程檢查等三個專有工具定義了一個單元庫和IP相容性流程。

開闢新市場

DFM供應商Predictions公司對DUF格外青睞。該公司銷售和行銷副總裁Dan Nenni說,該公司以前只向IDM銷售良率預測軟體,因為只有IDM才能獲得工具執行所需要的良率模型。“而現在,我們能夠在整個無晶圓市場推廣我們的技術,這個市場規模較以前大了100倍。”Nenni表示。

他解釋道,用戶可以把TSMC良率模型載入Predictions Software Eyes工具中,並在幾分鐘之內獲得TSMC製程的‘黃金’良率值。此外,該工具可計算出每片晶圓上的晶粒數目,以目瞭解每片晶圓中可產出多少合格晶片。

DFM新創公司Clear Shape即將推出的微影製程檢查工具也已通過資格認證。該公司CEO Atul Sharan認為,一個12∼14個月的嚴密認證過程可確保Clear Shape公司讀取這種格式,建立所需的模型並滿足精密度、執行時間和可用性方面的要求。此外,Ponte公司推出經資格認證的DUF工具Yield Analyzer,則可提供關鍵區域分析。

Cadence在DUF相關的三個領域都已有認證合格的產品即將問世。“我們的資料工具套件提供了進行微影熱點、CMP及關鍵區域分析所需要的建模及關聯資料。”Cadence DFM業務開發副總裁Mark Miller告知,“TSMC具有標準的交換格式,透過該格式可以為多個用戶分配一個共通的模型。”

作者:葛立偉




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