Chipletlerden Kimler ve Ne Zaman Yararlanır?

Masadaki uzmanlar: Yarı İletken Mühendisliği Departmanı, Cadence Başkanı ve CEO’su Anirud Devgan ile yeni kapsülleme yöntemlerini ve entegrasyon sorunlarını tartışmak için bir araya geldi; Siemens EDA Başkan Yardımcısı Joseph Sawicki; Keysight Başkan Yardımcısı ve Genel Müdürü Niels Vasche; Arm Danışmanı Simon Segars; ve D2S Corporation Yönetim Kurulu Başkanı ve CEO’su Aki Fujimura. Bu tartışma, en son Electronic System Design Alliance etkinliğinde canlı bir izleyici önünde yapıldı. Aşağıda bu tartışmadan alıntılar bulunmaktadır. İlk bölümü görüntülemek için tıklayın Burada. İkinci kısım Burada.

SE: AMD, Marvell ve Intel, nispeten hızlı özel çözümler oluşturmak için donanım yongalarını kullanır. Bu model, hiç kimsenin tüm parçalara sahip olmadığı ticari bir pazarda çalışır mı?

puro: Bir yandan, sadece başka bir IP oluşturma mekanizması. Zor bir IP, ancak geleceğe geri dönüyor. RTL yerine GDSII’de hard IP yapmaya alışkınız. Şimdi silikonda. Ancak çok fazla yeniden kullanım elde etme ve maliyetleri düşürmeye yardımcı olma fırsatı var, çünkü birçok pazarda faydalı olabilecek bir algoritmik alt sisteminiz varsa, bunu ortadan kaldırabilir, iyileştirebilir ve bu daha karmaşık tasarımlardan temel bir öğe oluşturabilirsiniz. paket içindeki sistemin Bütün mesele, sahip olduğunuz hafıza, analog veya sensörler ile biraz ekstra teknoloji yapabilmek ve karıştırıp eşleştirebilmektir. Bu, tasarımın başka bir boyutunu açacaktır. Olacak olan bu. Tüm pazarlarda çalışmayacaktır, çünkü bu karmaşık paketleri bir araya getirmenin maliyeti 50 sentlik bir mikro denetleyiciye uzun süre düşmeyecektir. Ancak verimliliği artırmaya, maliyeti düşürmeye ve performans düzeyini yükseltmeye yardımcı olma konusunda büyük bir potansiyele sahiptir.

Defgan: Ambalaj ve PCB’ler arasında doğal bir bağlantı vardır. Genellikle bu gruplar bazı müşterilerde, hatta dökümhanelerde ayrıydı ve şimdi bir araya geliyorlar. Ambalaj, büyük dökümhaneler ve büyük şirketler için kritik hale geldi. Olması gereken ilk şey, bu iki alanın IC ile bir PCB/sistem kapsüllemesi olarak bir araya gelmesi gerektiğidir. Bu nedenle platformlar, bunun üzerine analiz ile bu şeylerin iyi çalışmasına izin vermelidir. Ama bunların hepsi yapılabilir. Ayrıştırma ile birlikte çoklu çip ve gelişmiş paketleme yapabilen bir platforma ihtiyacınız var. Halihazırda birçok gelişmiş dökümhane ile çalışıyoruz. Dökümhaneler için bu, ileriye dönük stratejinin önemli bir parçasıdır. EDA, IP ve sıhhi tesisat işleri için mükemmeldir.

Saeb Erekat: Ancak geçmişte, yüz milyonlarca birim hacimlerde üretilecek bir tasarıma entegre edilmiş yumuşak bir IP ile uğraşıyordunuz. Artık çok daha küçük boyutlarla uğraşıyoruz ve tüm bu parçaları bir araya getirmemiz gerekiyor. Bu nasıl çalışacak?

Defgan3D tasarım veya sektöre özel tasarım olsun, tasarım hakkında çok konuştuk. Bunun diğer kısımları kritik olan doğrulama ve yazılımdır. Doğrulama sürecini yürütmek için donanım platformları kullanıyoruz ve bu, 3D-IC’de daha da önemli hale geliyor. Muhtemelen biri RTL formatında ve diğer dördü silikondan yapılmış ya da tam tersi olmak üzere beş çip tasarlıyorsunuz. Bu yüzden simülasyon ve doğrulama bile farklı bir düzeye taşınmalıdır. Doğrulama iyileştirmeleri, tasarım iyileştirmeleri kadar önemlidir. 3D-IC ile yazılım düzeyinde doğrulama, çip düzeyinde kontrol, ardından elektromanyetik ve termal vardır. Doğrulama ve tasarım ekibinin veya şirketin doğrulama metodolojisinde ne kadar iyi olduğu, ileriye dönük belirleyici faktör olabilir. Silikona bir yineleme ve bir geçiş alsanız da, dört yineleme yapsanız, silikonun çıkması ile ürünün çıkması arasındaki boşluk nedir. Dünya çapındaki şirketlere bakarsanız, bu fark sadece birkaç aydır. Bir veya iki yıl oldu.

Fujimura: Bütünleşik bir birim olarak ele alınması gereken pek çok husus vardır. Doğrulama, bu çok karmaşık sonuçları hesaba katmalıdır. Bu, birlikte çalışabilirliği engelleyen şeyin bir parçasıdır. Büyük şirketler bunu yapabilir. Ancak küçük işletmelerin kendi başlarına entegre olmaları zordur. EDA şirketlerinin bu tür teknolojileri yaygınlaştıracak araçları sağlamasını gerektirecek. Bir araya getirmek istediğiniz birçok farklı teknolojiye sahip olduğunuzda yongalara ihtiyacınız var. Bunu tek bir alt tabaka üzerinde yapabilirsiniz, ancak bu en iyi yaklaşım değildir. En iyi yol onları birleştirmek. Örneğin, NVIDIA gibi yüksek performans istediğinizde, üretebileceğiniz en büyük tam retikül kullanırlar. Ancak bu, ihtiyaç duydukları performansı elde etmeleri için yeterli değildir. Ayrıca yan tarafta belleğe ve silikon eklere ihtiyaçları var. 3D kapsülleme ve tam retikül dahil tüm hileleri kullanmaları gerekiyor. Yani ister NVIDIA gibi çok yüksek performansa yönelin, ister entegrasyona yönelin – tıpkı insanların SoC’ler hakkında konuştuğu gibi, ancak şimdi Marvell gibi yongalarda daha fazla oluyor – her iki kullanım türü de geçerli olacak. 3D her yerde olur. O da çipin içinde. NAND’ın içine bakarsanız, 128 katlıdır. Gökdelen gibi görünüyor. Dolayısıyla 3D entegrasyon iç mekanlarda da önemli hale geldi. Ve transistörlere bakarsanız, onlar da 3B oluyor. Transistörler ap kanalı ve n kanalı olarak kullanılır. Şimdi finFET’leri kullanıyorlar ve gittikçe uzayan küresel bir geçit yapacaklar. İşleri olabildiğince sıkı bir şekilde bir arada tutmaya çalışıyorlar, ancak daha gelişmiş bir üretim teknolojisi kullanıyorlar. Ayrıca gelecekte bir noktada DRAM’in 3D’ye geçeceği konuşuluyor. Yüksek performans dünyası için, itici faktör bağlantılılıktır. Uzun zaman önce, Cray Computer kapsülleri, bir düğümden diğerine bağlanmak için ihtiyaç duydukları kablo sayısını azaltmak ve daha tutarlı hale getirmek istedikleri için bir daire şeklinde düzenlenmiştir. Aynı şey, transistörlü nanometre ölçeğinde veya mikron, milimetre ve hatta metre ölçeğinde olsun, burada da olur. Ara bağlantıyı en aza indirmek anahtardır. Ve bir dilimi diğerinin üzerine koyarsanız, yanda olmasından çok daha iyidir. 3D, yüksek performanslı bilgi işlemin gideceği yol olacak.

faşizm: Chiplet’ler, IP’den üretim ve montaja kadar uçtan uca sürece sahip oldukları için IDM’ler için gerçekten uygundur. Böylece tüm bu alanda takas yapabilirler. Bu, bu düzeyde kontrole sahip olmayan masalsı tasarım evinden çok farklıdır. Doğru, sistem çapında simülasyon onlar için gerçekten çok önemli.

Sawicki: Tedarik zinciri krizi, kullanılabilirlik ve 3B entegrasyon hakkında konuşmak ilginç. En azından önümüzdeki iki yıl boyunca, onları bir paket halinde bir araya getirmek için aynı anda ortaya çıkması gereken beş parçaya sahip olmak ilginç bir sorun.

SE: Güvenilirlik dahil her şey sola dönüyor. Ancak daha fazla güvenlik ve görev açısından kritik uygulamalara girerken, bu cihazların gerçek dünyada nasıl kullanılacağını bilmediğimizde çip tasarım akışının en solundaki güvenilirliği nasıl iyileştirebiliriz?

Sawicki: Bu gerçekten çok boyutlu bir problem ve birçok detaylı seviyeden bahsedebilirsiniz. Büyük veri arızalarıyla ilgili rastgele sorunlar olduğu için gerçekten zorlu bir testten geçiyor. Şu anda görünenler, test sürecinin bir parçası olarak kabul edilmeyen bir hata modelinden kaynaklanıyor. Ek olarak, çip üzerinde izlemenin, RMA’dan sonra laboratuvarda bir düzeltme yapmak zorunda kalmak yerine, bu davranışı izlemek ve geri raporlamak ve birinin kendi veri merkezinde düzeltme yapmasına izin vermek gibi daha önemli hale gelen yönleri vardır. Tasarım aşamasını destekleyen bu tesislerin analiz edilmesi ve iyileştirilmesi açısından yapılması gereken emniyet ve güvenlik hususları bulunmaktadır. Temel olarak, fiziksel doğrulama da dahil olmak üzere sahip olduğumuz aracın tüm faktörlerini içerir. Üretim araçları, ortaya çıkabilecek tüm bu sorunlarla ilgilendikleri için, temel bir süreç penceresi için gerekli olanın çok ötesinde olan OPC hassasiyeti açısından hassasiyete ihtiyaç duyarlar. Böylece her yerde bulunurlar ve neredeyse her araca ulaşırlar. Oyuna giren birçok etki var.

faşizm: Bizim için güvenilirlik için tasarım yapmak önemlidir. Keysight yalnızca tasarım araçları sağlamakla kalmaz, bunları çok çeşitli araçlar tasarlamak için de kullanırız ve güvenilirlik gerçekten önemlidir. Çok katı yaş gereksinimlerimiz var. Ömür boyu gereksinimler çok önemlidir ve tasarımdan üretime ve teste kadar ürün geliştirme yaşam döngünüzün ayrılmaz bir parçası olmadıkça bunu gerçekten başaramazsınız. Yıllar içinde ürünlerimiz için birçok yaşam döngüsü yükseltmesi yaptık ve en iyi uygulamaları denetledik. Bu aynı zamanda tasarım araçlarımızı da etkiledi. Dahili kullanıcılarımız ve müşterilerimiz elektriksel ve termal limitlerle ilgilenir. Bu, bileşen düzeyinde kolay görünebilir. Ancak bir alet hakkında düşündüğünüzde – ve bazı makinelerimiz kelimenin tam anlamıyla binlerce bileşen içerir ve çalışma koşulları sıcaklık, nem ve hava kalitesi açısından oldukça farklılık gösterebilir – bu, güvenilirlik için inşa edilmesi oldukça zor bir problemdir. Ve gerçekten IC düzeyinde başlar ve sonra sisteme girer. Sinyal bütünlüğü ve güç güvenliği sorunları ile ara bağlantılarla uğraşmak zorundasınız. Müşterilerin güvenilirlik için tasarım yapmasına yardımcı olmak için bu araçları oluşturmaya çok odaklanıyoruz.

Fujimura: Güvenilirlik bizim için özellikle önemlidir, çünkü üretim topluluğuna hizmet ediyoruz ve teknolojimizin bir kısmı ekipmana giriyor. Dünyanın dört bir yanındaki maske mağazalarında, bugün hala kullandıkları en eski araçlardan bazıları, Google 1998’de kurulmadan önce onlara gönderildi. Bu ekipman uzun süre dayanmalıdır. Ve beraberinde gelen bilgi işlem cihazı da uzun süre dayanmalıdır. Bunlar müşteriler için dikkate alınması gereken hususlardır. Bazı çipler inanılmaz derecede güvenilirdir. Bilgisayarlarla ilgili en kötü şey güç kaynağıdır. İkinci en kötü şey ise taraftarlar. Ancak çipler, yıllar içinde geliştirilen tüm araçlar nedeniyle gerçekten çok iyi. Cihaz, yüksek sıcaklık veya yüksek nem testi yapsanız bile test edildiğinde iyi performans gösterebilir. Yani bebek ölümü değildir. Zamanla başarısız olur çünkü elektronlar içinden geçer ve bir fitil haline gelir. İnsanlar bu sorunlarla karşılaştığında onları anlamaya çalıştılar ve Emirlik Diplomatik Akademisi kuruluşlarından yardım istediler. EDA şirketleri her zaman çok iyi yanıt verdi.

Defgan: Belirli bir ortama bir şey gönderecekseniz ve bunun uzun süre dayanmasını istiyorsanız, o ortamda nasıl davranacağını görmek istersiniz. Bu, bağlam içinde kontrol etmeye geri döner. Taşıyıcıları veya sürücüleri nasıl edinirsiniz? En iyi yol, bir CPU’da yapabileceğinizden 1000 kat daha hızlı çalışan öykünmedir. Sağdan sola ödeme var, ardından silikon çubuk, ardından yazılım geliştirme, ardından ürün lansmanı var. Dolayısıyla, bu öykünme platformlarında RTL donmadan önce yeni şirketlere yazılım getirdik. Tasarımınızın programı RTL donmadan önce bile çalıştırabileceğinden emin olursanız, bu, genel çözümünüzün güvenilirliğini gerçekten artırır. Tabii işin fiziki tarafları da var. Ancak doğrulama, işlevsel açıdan gerçek ortamın nasıl simüle edileceği konusunda üstel olduğu için kritiktir.

puro: İlginç olan tek şey, bu sorunların eskiden olduğundan daha yaygın hale gelmesi. Yarı iletken endüstrisindeki büyümenin çoğu ve onu besleyen her şey, büyük ölçüde değiştirilebilen tüketici elektroniği tarafından yönlendirildi. Ya program bir bilgisayarda olduğu gibi çok karmaşık hale geldi, sadece başka bir cihaza ihtiyacınız var ya da yeni bir telefon ve yeni uygulamalar var. Dolayısıyla donanım kesintisi oldu ve güvenilirlik gerçekten büyük bir sorun değildi çünkü bozulmadan önce değiştirmek istiyorsunuz. Ama şimdi eskisinden çok daha fazla silikon tüketen arabalarınız var ve bu eğilim yakın zamanda yavaşlamayacak. Uzaktan gönderilecek şeyler var. Bu IoT cihazları ucuz olabilir, düşük maliyetli ve düşük güçlü olmalıdır, ancak gerçekten onlara gidip bakımlarını yapmak istemezsiniz. Yıllarca, yıllarca, yıllarca ve yıllarca koşmalarını istiyorsun. Dolayısıyla, tasarım, güvenilirlik, emniyet ve güvenliğin bir kombinasyonunda – bunların tümü, şu anda her şeyi etkiliyor gibi görünen sorunlardır. Çok uzun zaman önce, önemli olduğu nispeten niş pazarlar vardı. Şimdi her yerde. Ve herhangi bir tasarım hakkında endişelenen herhangi bir mühendis, bu şeyleri daha önce yapmadıkları şekilde düşünmek zorundadır.