1 의 전통적인 관행
과거 IC 설계 프로세스는 다양한 소프트웨어 스크립트를 사용하고 다양한 데이터 형식을 번역함으로써 단일 포인트 설계 도구 세트로 구성된 실행 가능한 설계 방법 또는 "프로세스" 였습니다. 이 방법은 장기간 사용되고 있으며, 때로는 소프트웨어 도구 공급업체가 자신의 도구 집중도를 위해' 조각화' 된 응용 소프트웨어 전공을 모아 독립적으로 운영되는 다양한 도구를 사용하여 보다 효율적인 설계' 프로세스' 를 구축할 수 없는 경우도 있습니다. 사용자 반영에 따르면, 설계 도구의 통합에는 상용 EDA 소프트웨어 도구의 비용보다 2 ~ 4 달러 (이상) 가 필요합니다. 웨이퍼 공정이 불연속 공예에 속하는 시대에는 반도체 제조에서도 비슷한 이치를 발견할 수 있다. 보통 하드웨어 도구 자체에 의해 정의된다. 손으로 웨이퍼를 한 기계에서 다른 기계로 옮긴다. (알버트 아인슈타인, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 예술명언) 마지막으로 기계 인터페이스 표준, 자동 웨이퍼 처리 및 공장 자동화 소프트웨어를 필요로 하고 구현하는 고객은 엄청난 효율성 이점을 누릴 수 있습니다. 장비 업계의 공급망은 함께 모여 표준을 정립하고 있으며, 각 공급업체, 웨이퍼 공장 및 고객은 이러한 협력의 혜택을 누리고 있습니다.
다중 도구 설계 프로세스를 구현하는 데 도움이 되는 많은 표준이 있지만 원활한 상호 운용성을 위한 인프라를 제공하기에는 충분한 표준이 없습니다. 상호 운용성 PDK 라이브러리 (IPL) 컨소시엄이라고 주장하는 조직은 맞춤형 IC 설계용 오픈 환경을 공동으로 구축하는 훌륭한 예입니다.
IPL 연맹의 창립 멤버인 AWR, Ciranova, Silicon Navigator, SpringSoft, Synopsys 가? 첫 번째 회의 때 가장 중요한 임무는 실리콘 통합연맹의 EDA 데이터베이스 오픈 액세스 (OA) 표준, Si2 를 채택하는 것이다. 이전에 EDA 가 특허 데이터베이스를 개발한 것은 제품 개발을 용이하게 하기 위해서였으며, 자신의 전속 버전이 자신의 경쟁 우위를 제공한다고 느꼈기 때문이다. 이러한 특허 데이터베이스에 대한 외부 공급업체의 액세스는 특정 부가 가치 타사 도구로 제한되며, 일반적으로 도구 간에 데이터를 전송하기 위해 복잡한 데이터 변환이 필요합니다. 혁신은 보통 작은 곳에서 시작되므로, 인수 또는 합병을 통해 기술을 획득한 기업들은 종종 많은 도구가 동일한 데이터베이스를 사용하지 않는다는 사실을 알게 됩니다. 물론 서로 다른 공급업체의 도구를 사용하여 동일한 수준의 최상의 설계 프로세스를 구축하려는 고객은 복잡한 과제에 직면하게 됩니다. 고객이 비즈니스 도구를 자체 특허 도구와 통합하려고 해도 더 나쁜 문제가 발생할 수 있습니다.
2 개방형 데이터베이스 과제
200 1 년, 다른 노력이 실패한 지 수십 년 후, Si2 는 또 다른 위원회를 조직하여 오픈 EDA 데이터베이스 표준을 정의하고 개발하였다. 몇 년 후 OA (OpenAccess) 데이터베이스가 SI2 에 등장했고 EDA 도구 간의 상호 운용성이 마침내 나타났습니다. 이전의 경쟁 문제를 제쳐두고, 현재 모든 Si2 구성원은 OA 를 사용할 수 있으며, 적어도 사용자 정의 및 시뮬레이션 설계 측면에서 표준 EDA 데이터베이스가 될 수 있습니다. 현재 약 34 명의 OA 제휴 회원이 EDA 회사와 모든 EDA 매출의 80% 를 차지하는 많은 대형 고객을 대표합니다. OA 연맹 회원의 수는 디자인 성공 가치에 대한 협력의 철증이다. OA 기준을 채택하는 것은 좋은 시작이지만, 여전히 충분하지 않다. 오픈 운영 체제 (예: Linux) 와 같은 오픈 데이터베이스의 탄생이 반드시 오픈 디자인 환경의 이상이 실현되었다는 것을 의미하지는 않습니다. 물론 OA 의 광범위한 채택은 완전한 상호 운용성 환경을 구축하는 이정표로 간주될 것입니다. OpenAccess 데이터베이스는 설계측 표준에 중요한 인프라를 제공하지만 광범위한 채택은 여전히 몇 가지 주요 기능 요구 사항에 따라 달라집니다. 이러한 요구 사항 중 일부는 IPL 컨소시엄의 목표입니다.
3 상호 운용성 웨이퍼 공장 설계 키트
이러한 요구 사항 중 하나는 각 fab 물리적 설계 키트 (PDK) 의 핵심 부분인 PCell 링크 라이브러리입니다. PCells 는 많은 고정 셀과 서로 다른 값의 지정된 차원 변수 (매개변수) 대신 시뮬레이션과 사용자 정의 디지털 회로를 설계하는 "파라메트릭" 단위입니다. 예를 들어, NMOS 트랜지스터의 단일 PCell 은 특정 위치 또는 "프로세스" 의 게이트 길이 매개변수만 변경하여 거의 무제한의 장치 크기를 대체할 수 있습니다. 또한 일부 변수를 대체하고 필요한 관계를 유지하는 공식이나 함수를 제공하는 PCells 에 대한 고급 함수도 있습니다. 일부 PCells 도 시뮬레이션의 입력에 자동으로 적응하여 상황에 따라 적절한 값을 얻을 수 있습니다. 모든 주요 구성 요소, 링크 라이브러리 및 기능이 상호 운용될 때까지 오픈 데이터베이스의 가치는 제한적일 것입니다. 특히 아날로그 및 맞춤형 디지털 설계에는 더욱 그렇습니다.
아날로그 회로는 지정된 값을 가진 특정 장치에 해당하는 기호를 사용하여 회로도 형식으로 설계됩니다. 이제 배치 엔지니어는 고급 배치 도구가 PC 단위의 DRC-correct)PCell 배치 설계를 자동으로 생성할 수 있다는 것을 알고 있으며, 도면을 "손으로 그리지 않고도 많은 장치를 결합하여 공간 효율성을 얻을 수 있습니다. 회로도에서 지정된 셀과 배선기의 연결은 배치 도구 환경에서 수동 또는 자동으로 올바르게 라우팅할 수 있는 다양한 옵션을 제공합니다. 거의 모든 고급 레이아웃 도구에는 이러한 방식으로 작동하는 PCell 메커니즘이 있습니다. 문제는 현재 사용 중인 대부분의 PCells 가 단일 공급업체의 고유 언어로 작성되었다는 것입니다. 다른 공급업체에 다른 언어로 작성된 PCells 를 제공하고 원래 버전과 정확히 같은지 확인하는 것은 웨이퍼 공장, 고객 및 EDA 공급업체에게 번거롭고 힘든 작업입니다. 고객은 일반적으로 경제적 요인에 의해 제한되기 때문에 수정원 공장 PDK 가 지원하는 도구만 사용할 수 있으며 선호도는 고려하지 않습니다. 그림 2 에서 3 개의 웨이퍼 공장과 협력하여 3 개의 EDA 공급업체 도구를 사용하는 고객은 다양한 프로세스 기술의 요구 사항을 충족하기 위해 최대 9 개의 pdk 가 필요할 수 있습니다. 개방형 표준을 사용하면 3 개의 pdk 로 줄일 수 있으며 고급 도구를 사용하여 단일 PCell 링크 라이브러리를 공유할 수도 있습니다.
4 함께 일하다
이러한 이유로 IPL 연맹의 창립자들은 나머지 인프라를 완성하기 위해 함께 노력하며 OA 의 실현을 적극 도왔다. 많은 회사 협업에 참여한 회원들은 이러한 활동 중 많은 부분이 실패했다는 것을 알고 있으며, 가장 일반적인 결과는 PowerPoint 슬라이드와 많은 약속입니다. 이에 따라 IPL 연합은 5 대 기업에 의해 시작되었으며, 현재 다른 20 개 업체의 지원을 받아 빠른 속도로 운영되고 있습니다. 앞서 언급한 샘플 PCell 링크 라이브러리는 2007 년 4 월에 발표되었습니다. 2008 년 DAC (design automated conference) 에서 여러 공급업체와 도구의 상호 운용성이 입증되었습니다. 2009 년 7 월, 타이완 반도체 매뉴팩처링 (WHO) 는 관련 65nm 시뮬레이션 및 RF PCell 링크 라이브러리를 포함한 업계 최초의 상호 운용 가능한 PDK (iPDK) 의 공급을 발표했습니다. 지난 2 월 IPL 은 참조 설계 및 PCell 링크 라이브러리를 포함한 IPL 1.0 표준을 발표하여 모든 회사가 동일한 기술의 혜택을 누릴 수 있도록 했습니다.
재력이 없는 이 비공식 IPL 단체는 이렇게 짧은 시간 안에 가장 큰 분쟁을 해결할 수 있어 협력의 시대가 도래했다는 것을 보여준다. * * * 의 이익과 * * * 의 이익은 협력 성공의 원동력이며, IPL 연맹의 결과는 예상 수익을 증명한다. 반도체 업계 역사상 처음으로 집적 회로 디자이너는 내부적으로 개발된 도구를 포함하여 거의 모든 OA 기반 도구에 동일한 PCell 링크 라이브러리를 사용할 수 있었습니다. 대부분의 경우 IPL 표준을 준수하면 고급 기능을 쉽게 사용할 수 있으며, 고객은 최소한 특정 기술 프로세스에서 많은 공장이나 웨이퍼 공장 간에 PCells 를 "휴대하는" 꿈을 실현할 수 있습니다.
5 가지 도구가 밀접하게 맞춰져 있다
2007 년 가을, Si2 OpenAccess 컨퍼런스에서 한 공급업체의 도구는 표준 기호 (Si2 에서도 제공) 를 사용하여 OA 에 저장된 회로 다이어그램을 사용하여 다른 공급업체의 도구에 의해 열리고 수정되어 제 3 자 공급업체에 전달된 도구로 전송되었습니다. 변경 사항은 여전히 뚜렷하며 링크는 그대로 유지됩니다. 구조도에 따르면, IPL 상호 운용성 PCell 링크 라이브러리를 사용하여 설정된 레이아웃은 도구에서 열리며, 이 도구에서 일부 PCell 매개변수를 변경하고, 일부 노드를 연결하여 유효한 연결을 증명하며, 설계 규칙 (DRC) 을 의도적으로 위반합니다. DRCs 는 다른 공급업체의 도구에 의해 구현되며 오류 레이블은 다른 공급업체의 도구에 의해 레이아웃에 표시됩니다. 배치 도구를 사용하여 오류를 수정하고 더 많은 배선을 추가한 다음 다른 공급업체의 다른 도구를 사용하여 DRCs 를 구현하면 현재 배치가 규칙을 위반하지 않음을 알 수 있습니다. OA 의 원시 데이터는 GDSII 와 같은 다른 형식으로 번역할 필요가 없습니다.
왜 이것이 걸출한 성과인가? 결국, 이것은 모든 고객이 기대하는 작업 방식입니다! 실제로 많은 반도체 제조업체가 내부적으로 개발된 EDA 도구를 계속 사용하는 것은 자연스러운 원인이다. 컴퓨터 세계에서 고객은 하드웨어와 소프트웨어의 원활한 공동 작업, 원활한 네트워크에서 상호 합의된 통신 프로토콜 사용, 표준 플러그인 및 터미널 사용을 기대합니다. 시장에서 받아들여지기 위해서는 공급자의 도구가 서로 원활하게 작동할 수 있어야 한다. 표준을 위반하는 공급업체는 자체 위험을 감수해야 하며, 보다 호환 가능한 솔루션이 시장에 출시되면 폐기됩니다. 이것이 바로 상호 운용성의 경쟁 우위입니다. 모든 고객의 기대를 만족시키기 때문입니다. 그렇다면 에다는 왜 다른가요?
이 전시회는 2007 년에 큰 성과를 거두었으며, 다중 공급업체 도구에서 동일한 PCell 링크 라이브러리를 사용하는 IDMs 멤버, fabs 및 fabless 디자인 팀의 수가 급속히 증가했습니다. 역사상 처음으로 고객은 동급 최고의 설계 도구의 이점을 누릴 수 있으며 fab 인증 설계 제품군이 자체 설계 프로세스에서 원활하게 작동할 수 있다는 사실을 알고 있습니다.
6 요약
OA 데이터베이스에서 구현되면 open PCells 및 open PCells 함수를 통해 혁신적인 EDA 초보자와 최고 EDA 공급업체가 동등한 경쟁 우위를 확보할 수 있습니다. 데이터베이스 개발의 비용과 정신 외에도 상호 운용성의 장벽도 제거되고 새로운 아이디어와 제품이 우후죽순처럼 생겨날 것이다. 많은 EDA 초보자와 베테랑들이 시뮬레이션 자동화 수준과 전반적인 설계 생산성을 높이기 위해 노력하고 있습니다. 공정한 경쟁 지위는 공명정대한 기업, 대학 연구원 및 기타 사람들이 새로운 사상을 수립하고 실현하도록 장려할 것이다.
동시에, 현대 제품은 반드시 진화해야 생존할 수 있다. 디자인 체인의 경쟁 부족은 시장 지도자들에게 아무런 이유도 없이 이득이 될 뿐이다. 오픈 PDK 를 공동으로 개발하는 제조업체는 경쟁이 제품을 개선할 수 있다고 믿습니다. 경쟁사와 마찬가지로 고객의 요구에 부응하기 위해 혁신과 협력을 해야 할 의무가 있습니다. 점점 더 많은 고객이 상호 운용성을 요구하고 있습니다. 협력하지 않는 것은 협력을 개선하고자 하는 경쟁자에게 우위를 양보하는 것과 같다.
설계측 공급망과 반도체 공급망의 다른 부분은 우아하지 않다. "우리가 전에 한 일" 은 절대적으로 충분하지 않습니다. 협력은 왕도입니다. IPL 연맹 등 단체들은 충분한 동력이 있을 때 구체적이고 중대한 성과를 거둘 수 있다는 것을 증명했다. 사람들은 함께 기적을 창조할 것이다.
저자 소개
Richard Morse 는 SpringSoft 의 EDA 제휴 및 기술 마케팅 관리자입니다.