概倫電子精準(zhǔn)高效標(biāo)準(zhǔn)單元庫EDA解決方案NanoCell

7月27日，《NanoCell精準(zhǔn)高效的特征提取解決方案》在線研討會火熱舉辦，概倫電子高級首席研發(fā)工程師章勝分享了標(biāo)準(zhǔn)單元庫開發(fā)挑戰(zhàn)及單元庫特征化工具。錯過直播也沒關(guān)系，一文帶你了解概倫電子精準(zhǔn)高效的標(biāo)準(zhǔn)單元庫EDA解決方案NanoCell。

標(biāo)準(zhǔn)單元庫是芯片設(shè)計的重要基礎(chǔ)。在先進(jìn)工藝下，大量Sign-Off工藝角的引入，對單元庫的特征如時序、功耗、噪聲及統(tǒng)計變化提出更高的提取要求，從而使仿真計算量呈幾何級數(shù)增大，成為數(shù)字芯片設(shè)計的瓶頸。因此，單元庫特征提取的效率提升是縮短開發(fā)周期的關(guān)鍵。

標(biāo)準(zhǔn)單元庫開發(fā)挑戰(zhàn)

工藝難度增大，器件尺寸在縮小；設(shè)計難度增大，設(shè)計裕量在減小，這些要求更復(fù)雜的特征提取模型，更多的工藝角和更高質(zhì)量的單元庫。

隨著晶體管的物理尺寸進(jìn)入納米級，電子遷移率降低、漏電流增大、靜態(tài)功耗增大等問題層出不窮，使得新結(jié)構(gòu)開發(fā)迫在眉睫。目前業(yè)界普遍的晶體管結(jié)構(gòu)演化大致是22nm及以上是Planar平面晶體管結(jié)構(gòu)工藝，16nm到3nm是FinFET鰭式場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)工藝，2nm及以下，從IMEC技術(shù)研究來看，下一代將是GAA（Gate-Around-All）環(huán)繞柵極晶體管結(jié)構(gòu)工藝。

工藝和設(shè)計難度的增加，使得模型提取變得更為復(fù)雜。典型的就是先進(jìn)工藝下，對于低壓設(shè)計的用戶需求。低壓情況下，器件的Variation統(tǒng)計變化增大，使得在Nominal 電壓下的各項設(shè)計指標(biāo)正態(tài)分布變得非對稱，具有長尾效應(yīng)，需要更先進(jìn)的LVF模型，liberty format Variation模型來對此進(jìn)行建模。而LVF是通過Monte-Carlo仿真取得的結(jié)果，因此需要大量的資源開銷。

為了滿足多種多樣的設(shè)計應(yīng)用，單元的數(shù)量從幾百顆增加到一千多顆，用于時序、功耗、可靠性驗收的Sign-Off工藝角也由早期的幾個發(fā)展到幾百之多，因此需要海量的License、CPU、磁盤開銷來應(yīng)對挑戰(zhàn)。

這么多庫的產(chǎn)生，需要高質(zhì)量的驗證，以確保芯片的正常生成。面對這些挑戰(zhàn)，概倫電子標(biāo)準(zhǔn)單元庫特征化和驗證工具應(yīng)運而生。

NanoCell設(shè)計初衷

基于概倫電子DTCO平臺，立足器件建模和仿真器領(lǐng)域深厚的技術(shù)積累，來解決標(biāo)準(zhǔn)單元庫特征提取遇到的難點和挑戰(zhàn)。

概倫電子擁有設(shè)計和制造兩大環(huán)節(jié)的核心關(guān)鍵工具，業(yè)界廣泛認(rèn)可且長期采用的Golden器件建模工具BSIMProPlus，支持7nm/5nm/3nm最新工藝及BISM3/BSIM4/BSIM6/BSIMCMG行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)緊湊型模型；高精度、高性能SPICE仿真器NanoSpice具有最嚴(yán)格的精度配置且經(jīng)過國際領(lǐng)先代工廠的嚴(yán)苛驗證，配備高性能、輕量級調(diào)用接口。

標(biāo)準(zhǔn)單元庫特征提取工具NanoCell正是基于概倫電子深厚的器件建模和仿真器技術(shù)去開發(fā)，達(dá)到高精度、高性能，簡單易用的特征化工具。

NanoCell產(chǎn)品優(yōu)勢

NanoCell是一款快速精確且簡單易用的標(biāo)準(zhǔn)單元庫特征化EDA工具。通過內(nèi)置的NanoSpice仿真器，采用先進(jìn)的分布式并行架構(gòu)技術(shù)和單元電路分析提取算法，精確且高效的對單元電路進(jìn)行時序、功耗及噪聲等特征進(jìn)行仿真與提取，提供友好易使用的接口，幫助用戶縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。

較之于其他標(biāo)準(zhǔn)單元庫特征化工具，NanoCell具有以下幾個特點：

- 精確-內(nèi)嵌高精度仿真器NanoSpice

- 快速-先進(jìn)的分布式并行架構(gòu)

- 易用-友好且設(shè)置簡單的用戶接口

- 雙CPU架構(gòu)支持（X86/ARM）

- 自動化單元電路分析、Arc提取

- 時序、功耗、噪聲等特征仿真和提取

NanoCell在精度方面嚴(yán)格對標(biāo)業(yè)界主流的標(biāo)準(zhǔn)：

- Timing《 1%

- Constraint《 2ps

- Power《 5%

綜上所述，NanoCell支持當(dāng)前業(yè)界主流的特征模型，包括NLDM、CCS、CCSN、CCSP、LVF以及Verilog；通過內(nèi)置的高精度NanoSpice仿真器，模型精度達(dá)到業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)；擁有強(qiáng)大的分布式并行計算能力；支持主流的HPC集群系統(tǒng)（SGE/LSF）；同時提供ARM與X86的平臺支持。NanoCell是具有高精度、高靈活性、快速易操作的多平臺適用的標(biāo)準(zhǔn)單元庫特征化解決方案。