當大部份芯片廠商都感覺到遵循摩爾定律" title="摩爾定律">摩爾定律之途愈來愈難以為繼時,3D" title="3D">3DIC" title="IC">IC成為了該產(chǎn)業(yè)尋求持續(xù)發(fā)展的出路之一。然而,整個半導(dǎo)體" title="半導(dǎo)體">半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)目前也仍在為這種必須跨越工具、制程、設(shè)計端并加以整合的技術(shù)類別思考適合的解決方案。
“發(fā)展3DIC時所面臨的問題,不是單一工具可以解決的,”新思(Synopsys,Inc.)總裁兼營運長陳志寬指出,“每一顆3D芯片都是從數(shù)個2D元件所組成的,特別是在異質(zhì)芯片的整合上,存儲器、邏輯、類比混合訊號還有數(shù)位部份……要想將它們堆棧起來,有許多因素必須加以考量,功率、線路、訊號等,都對工具端帶來極大的挑戰(zhàn)。”
“我們跟很多人在做制程開發(fā),現(xiàn)在有幾家公司跑到20或14nm了,”陳志寬表示。沒錯,現(xiàn)在要解決面積問題,大家都指望3DIC,現(xiàn)在確實有一些3DIC在設(shè)計,但都是客制化的,而且現(xiàn)在也已經(jīng)有業(yè)者采用硅內(nèi)插器來做2.5D的IC了,但談到3DIC,它現(xiàn)在仍處于開發(fā)階段。
最近2~3年,我們一直在做3DIC的研究與合作。從EDA" title="EDA">EDA供應(yīng)商角度來說,新思目前所有的工作,都是在既有工具的基礎(chǔ)上,去思考怎么面對3DIC的設(shè)計。舉例來說,陳志寬表示,以布局布線而言會需要更多的via,但這些via如何布局?這些via的尺寸也已經(jīng)與過去不同了,過去只需考慮金屬層,但現(xiàn)在要穿過硅芯片。
另一方面,當把芯片堆棧在一起時,熱的問題也更加凸顯了――存儲器在上或在下?從布局布線方面來看,如果你有5層存儲器,每一層都一樣,那是最容易互連的,但問題在于3D芯片的目標是要整合不同類型的芯片,所以,今天每一款用于2D芯片的設(shè)計工具,無論在改良或設(shè)計時,都要加一些3D的設(shè)計思考在其中。
新思日前甫慶祝在臺成立已屆滿20周年,回顧伴隨臺灣電子產(chǎn)業(yè)成長的過程,陳志寬表示,和過去不同,今天的電子產(chǎn)業(yè)可看到系統(tǒng)公司對終端應(yīng)用市場的掌控程度更加提高了,而這種趨勢對整個電子產(chǎn)業(yè)和整個價值鏈都將帶來深遠影響。
他指出,過去的IC設(shè)計公司是開發(fā)架構(gòu)、設(shè)計芯片,然后交給系統(tǒng)公司,但現(xiàn)在,消費性電子日益縮短的生命周期不斷壓縮開發(fā)時程,改變了整個產(chǎn)業(yè)生態(tài),包括芯片設(shè)計公司都面臨了許多變革。
整個IC設(shè)計領(lǐng)域正呈現(xiàn)出三個主要變化趨勢,陳志寬表示,首先是SoC設(shè)計。雖然這個概念已經(jīng)出現(xiàn)多年,但這個趨勢是緩慢在發(fā)酵的。舉例來說,許多中國大陸的IC設(shè)計公司也采用IP模塊來開發(fā)SoC,他們的芯片可能尺寸不小,但他們更加注重功能了。
第二是軟件。今天的芯片公司軟件工程人員比重一直在增加,一些大型芯片廠商如Nvidia的軟件員工或許比硬件多了。第三是改善驗證速度──這方面透過更有效的系統(tǒng)原型平臺,能協(xié)助IC設(shè)計業(yè)者更快提供解決方案。
某種程度來說,今天的芯片業(yè)者注重功耗和功能特性,更甚于尺寸的微縮?;蛟S在消費電子崛起,為整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來更龐大開發(fā)時程壓力下,這是必然的轉(zhuǎn)移趨勢。但與其無止盡追求微縮而付出龐大投資,善用既有工具及方案來開發(fā)或改善產(chǎn)品性能,會是更好的選擇。