ProPlus首創(chuàng )整合式DFY方案

　　半導體制程技術(shù)持續精進(jìn)，隨之而來(lái)的制程偏移(ProcessVariation)及小尺寸效應，恐導致設計結果的不確定性，因此如何建立完善的統計模型(StatisticalModel)，同時(shí)在ICDesign的階段能夠正確地應用統計模型，并且可以進(jìn)行快速準確的良率分析，有效避免電路性能與良率(Yield)遭受影響，可謂當前重大課題。

　　回顧2012年6月落幕的DesignAutomationConference(DAC)2012大會(huì )，個(gè)中最大亮點(diǎn)，無(wú)疑正是ProPlus領(lǐng)先EDA業(yè)界推出的「整合良率導向設計(DesignforYield;DFY)」解決方案-NanoYield;時(shí)值晶圓制造或芯片設計業(yè)者，皆為制程偏移及后續良率問(wèn)題不堪其擾之際，此一革命性方案的問(wèn)世，自然意義重大。

　　說(shuō)起ProPlus，半導體業(yè)界其實(shí)不陌生，只因該公司是極少數聚焦組件模型(DeviceModeling)開(kāi)發(fā)的EDA供貨商，其縱橫市場(chǎng)長(cháng)達18年的BSIMProPlus，一直享有頗高占有率。然近年來(lái)半導體制程節點(diǎn)不斷演進(jìn)，電路設計的復雜度與規模愈來(lái)愈大，芯片設計者對電路仿真與驗證的要求愈趨嚴苛，ProPlus為協(xié)助客戶(hù)因應此一巨大挑戰，于是植基于IBM授權之HighSigmaPro(HS-Pro)專(zhuān)利技術(shù)，催生NanoYield平臺。

　　性能與精度向來(lái)難以兼得

　　ProPlus董事長(cháng)劉志宏指出，執行電路統計分析最大挑戰，乃在于速度與精度的彼此矛盾性，意欲追求高準確度，即意謂變異性分析(VariationAnalysis)必須徹底到位，少不得需要極高的模擬驗證次數，當然得配合龐大采樣，勢必拖累芯片設計效率。

　　如果講究性能，唯有降低電路分析規模，僅針對部分重點(diǎn)進(jìn)行采樣與驗證;憑借化繁為簡(jiǎn)的做法，在以往次微米晶圓時(shí)代或許行得通，惟如今已然進(jìn)入深次奈米世代，如此掛萬(wàn)漏一，絕對無(wú)法有效應付制程偏移的變因。

　　「性能與精度之間有無(wú)平衡點(diǎn)?理論上是有的，即是蒙地卡羅(MonteCarlo)分析法，」劉志宏說(shuō)，只可惜此項算法亦有局限性，因應3σ較高誤差率，MonteCarlo勉強可完成所需采樣，但作業(yè)時(shí)程甚為冗長(cháng)，若是諸如SRAM等具備大規模重復結構的電路，往往亟需搭配更精細的6σ驗證，動(dòng)輒數百萬(wàn)、數千萬(wàn)甚至上億次的模擬，則明顯逾越MonteCarlo的能力范圍。

　　在此情況下，迫使電路設計者放棄采用MonteCarlo，有的選擇將寬限范圍極大化，力求囊括所有制程偏移變因，但卻可能因「OverDesign」導致芯片成本飆高，亦使作業(yè)效能為之延宕;有的則依循上述簡(jiǎn)化分析之做法，只憑經(jīng)驗執行片段式的模擬驗證。過(guò)猶不及，不免都失之偏頗。

　　HS-Pro技術(shù)加持巧妙填補過(guò)往缺憾

　　「拜HS-Pro技術(shù)所賜，使得過(guò)去可能得耗時(shí)一年執行的高良率分析，如今僅需短短數小時(shí)甚至幾十分鐘即可望完成!」劉志宏推崇技術(shù)合作伙伴IBM，早已透過(guò)其多年的芯片設計與制造過(guò)程，歷經(jīng)不計其數的Correlation采樣與驗證，從而匯聚龐大且值得信賴(lài)的數據，支撐HS-Pro技術(shù)理論之可行性，確定可在相同精度的前提下，大幅縮減MonteCarlo采樣次數，致使從前滯礙難行的High-Sigma分析，終于獲得實(shí)現。

　　至于諸如3σ等Low-Sigma分析需求，NanoYield平臺則提供MonteCarloPro(MC-Pro)技術(shù)加以因應;相較于傳統MonteCarlo，MC-Pro可發(fā)揮十余倍、甚至上百倍的速度提升效果，從而強化統計模擬效率，對于常規型電路的良率預測與設計優(yōu)化，可望產(chǎn)生顯著(zhù)貢獻。

　　劉志宏指出，隨著(zhù)制程演進(jìn)、Time-to-Market壓力驟增，無(wú)論對于晶圓廠(chǎng)的設計服務(wù)部門(mén)、芯片設計業(yè)者，都企盼能在時(shí)效、良率的天平兩端之間，爭取更大的運作空間;所以這群用戶(hù)不再追求「標榜100%良率」的統計模擬工具，而期望藉由工具迅速知悉「割舍多少良率、可提升多少性能」、或「犧牲多少速度、可提高多少良率」等結果，以作為關(guān)鍵決策的參考依據，此即為NanoYield平臺擅長(cháng)之處。

　　另值得一提的，綜觀(guān)NanoYield平臺結構，內嵌ProPlus最新打造的NanoSpice仿真引擎，使得用戶(hù)在執行DFY統計分析的同時(shí)，不需額外斥資授權SPICE工具，即可一并滿(mǎn)足SPICE仿真驗證之功能需求，讓NanoYield坐實(shí)了「整合式」解決方案的利基，蘊含一般DFY軟件罕見(jiàn)的高性?xún)r(jià)比特質(zhì)。

　　此外，用戶(hù)亦可受惠于ProPlus所提供的另一項技術(shù)PVT-Pro，在狹小電路空間內精準執行制程/電壓/溫度的邊界模型分析，快速找出失效點(diǎn)，以利及早修正問(wèn)題;如此一來(lái)，電路設計者一向苦惱的難題，包括數據分析、發(fā)掘問(wèn)題、解決問(wèn)題等各階段處理程序之曠日費時(shí)，皆可望迎刃而解。