Cadence發(fā)布高端芯片設(shè)計工具Voltus Fi

時值Cadence一年一度的用戶大會CDNLive 2014期間，該公司向全球發(fā)布了一款最新電源管理產(chǎn)品Voltus Fi定制電源完整性解決方案。作為2013年11月發(fā)布的設(shè)計簽收方案電源管理Voltus 平臺的補(bǔ)充，實現(xiàn)了對定制化和模擬IC設(shè)計中的電源簽收設(shè)計。

這里我們可以先來大概介紹下芯片設(shè)計的流程，才能清楚Cadence這款Voltus Fi簽收工具的作用和意義。現(xiàn)有大規(guī)模集成電路設(shè)計的趨勢是融合了模擬和數(shù)字部分的混合信號產(chǎn)品設(shè)計，在確定了芯片所要采用的工藝、平臺，芯片管腳數(shù)、封裝，以及要實現(xiàn)的功能和性能后，就進(jìn)入系統(tǒng)開發(fā)和原型驗證階段。其中數(shù)字系統(tǒng)一般用FPGA來進(jìn)行原型開發(fā)和測試驗證。模擬部分的設(shè)計和驗證則根據(jù)工藝廠提供的參數(shù)模型來仿真，性能指標(biāo)只能通過真實投片來驗證設(shè)計。因此混合信號的芯片一般是模擬部分先投片驗證，性能指標(biāo)通過測試后，再進(jìn)行整體投片。

Cadence公司芯片簽收與驗證部門產(chǎn)品營銷總監(jiān)Jerry Zhao(左)和Cadence中國區(qū)銷售副總裁兼中國區(qū)總經(jīng)理劉國軍(右)

系統(tǒng)開發(fā)和原型驗證通過后，進(jìn)入芯片版圖的設(shè)計實現(xiàn)階段，即晶體管級的工藝準(zhǔn)備階段，為最后流片和量產(chǎn)提供數(shù)據(jù)，版圖設(shè)計過程中要進(jìn)行驗證，包括DRC、LVS、ANT、后仿真等，這些驗證都是為保證布局布線的合理以滿足晶圓代工廠工藝設(shè)計規(guī)則，同時也驗證一些工藝的寄生參數(shù)等因素是否會影響系統(tǒng)實現(xiàn)的最終性能。版圖通過各種仿真驗證后生成GDS文件，發(fā)給代工廠完成流片和生產(chǎn)。

Cadence提供的Voltus簽收平臺就用在版圖設(shè)計、驗證部分，用于實現(xiàn)對版圖設(shè)計中的電源線、地線的布局布線的合理性驗證。其中去年11月推出的Voltus IC用于實現(xiàn)對數(shù)字和SoC芯片的版圖驗證，剛剛推出的Voltus Fi產(chǎn)品則可實現(xiàn)對定制化及模擬芯片版圖的電源簽收驗證。兩款產(chǎn)品的組合就可以實現(xiàn)對混合信號芯片版圖的電源簽收驗證。

Cadence公司芯片簽收與驗證部門產(chǎn)品營銷總監(jiān)Jerry Zhao介紹，通常芯片設(shè)計中電源線的布局布線面臨的一些問題包括由于線寬設(shè)計不合理造成IR壓降不滿足有效的電壓等級，從而在一些意外發(fā)生時會造成系統(tǒng)的功能性失效，如高低電平轉(zhuǎn)換出現(xiàn)問題等;以及在電源布線中德金屬導(dǎo)線電遷移造成的長期可靠性問題。

像Cadence提供的Voltus Fi工具這樣實現(xiàn)晶體管級電源簽收的功能，需要克服的挑戰(zhàn)包括：

EM分析。因狹窄的金屬導(dǎo)線上的高密度電流會因為電遷移損壞導(dǎo)線，EM分析解決方案要計算每一條導(dǎo)線上的電流并與EM規(guī)則進(jìn)行對比。

IR分析。因流經(jīng)金屬導(dǎo)線的電流產(chǎn)生壓降。IR分析解決方案要計算各設(shè)備的IR壓降并顯示實際電壓值。

晶體管級EMIR的獨(dú)特挑戰(zhàn)。布局后要模擬大型RC，即工藝布局布線產(chǎn)生的RC寄生參數(shù)模型;要方便在模擬設(shè)計流程中使用;最后要和Voltus數(shù)字設(shè)計部分形成統(tǒng)一解決方案：模塊+晶體管全芯片SoC。

Cadence公司發(fā)布Voltus電源簽收平臺另一大特點是可滿足臺積電16nm FinFET工藝的設(shè)計規(guī)格，而提到如此先進(jìn)制程在國內(nèi)IC設(shè)計企業(yè)中的需求時，Cadence中國區(qū)銷售副總裁兼中國區(qū)總經(jīng)理劉國軍對與非網(wǎng)記者表示，Cadence作為先進(jìn)EDA設(shè)計工具的提供商，與國內(nèi)IC設(shè)計企業(yè)有著緊密的合作和聯(lián)系，而從他們了解到的國內(nèi)IC設(shè)計企業(yè)的實力來看，對此類高端設(shè)計工具的需求同樣強(qiáng)烈，這也從一個側(cè)面反映了國內(nèi)IC設(shè)計的樂觀前景。Jerry則補(bǔ)充，Voltus電源簽收平臺以及最新推出的Voltus Fi工具具備向下兼容性，即滿足16nm先進(jìn)制程的同時也同樣滿足現(xiàn)有其他工藝尺寸的設(shè)計規(guī)格，不同的芯片設(shè)計企業(yè)都可以采用。