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Calibre PERCを活用した民生機器技術のオートモーティブグレード化

Posted in: IC検証とサインオフ

車載電子安全システムを対象としたICは、性能と信頼性に対する高まる要求に応えるため、厳しい信頼性標準規格を満たさなければなりません。しかし、コンシューマ製品向けのIPを車載インフォテイメント(IVI)やコネクテッドカーのアプリケーションに応用したいと考える企業は、車載システムの多くの性能要件が安全性に関連しないシステムにもあてはまることを認識しています。安全基準への準拠の検証、過酷な環境でも回路が正しく動作するかどうかの検査、および信頼性に対する顧客の期待を満たすかどうかの確認をすべて1つのIC信頼性検証ツールで実行できます。

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3D-IC構造の高速かつ高精度な寄生抽出手法

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エレクトロニクス業界は、トランジスタの微細化に加えて、システム統合を通じて継続的に価値を高められるような「ムーアの法則以上」のアプローチの探究に全力をあげています。なかでもTSV(シリコン貫通電極)構造を採り入れた3D-IC(3次元集積回路)が最も有望視されています。しかしながら、動作シミュレータに入力する電気的寄生パラメータを正しく抽出できるツールがなければ、こうした新しい3D要素を高精度にモデリングすることはできません。本稿では、3D-ICの電気的寄生パラメータを高速かつ高精度に抽出するためにメンター・グラフィックスが開発した実用的なアプローチを紹介します。

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Calibre PERC導入による信頼性検証改革のベストプラクティス

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プロセス・ノード微細化の急速な進行を受けて、信頼性検証に大きな関心が集まっています。電子機器や半導体のサイズ縮小とともにデバイス酸化膜が薄くなり、かつ複数の電源電圧を有するデバイスが急増しており、設計と検証は最小プロセス・ノードに限らず全般的に複雑化する一方です。ここ5年前後は機能の多様化と電力効率の向上のために、すべてのプロセス・ノードで設計が複雑化してきています。とくに著しい傾向は、自動車、医療、通信分野のアプリケーションにおいて、高い信頼性の要求されるデジタル・コンテンツが劇増したことです。

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Calibre PERCを使用した静電気放電(ESD)に関する設計課題の解決策

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テクノロジ・ノードの微細化は、電源の供給電圧余力の減少、配線の寄生抵抗(Rp)と寄生容量(Cp)の増加、より厳しいエレクトロ・マイグレーション(EM)抑制、ラッチアップ、静電気放電(ESD)破壊など、回路不良を引き起こす設計課題を生み出しました。このような問題はナノメータ世代に突入してはじめて生じたものではなく、徐々に深刻化しています。現在、設計の堅牢性と動作の信頼性を確保するためには、回路検証時にこうした問題を解決する必要があります。

本稿は、今日の回路設計におけるESD保護の必要性を確認し、ESD検証の要件定義を考察した後にメンター・グラフィックスのCalibre PERCツールとCalibreプラットフォームを用いて、大規模で複雑な回路設計を高速、高精度、包括的にESD検証する方法を解説します。

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Calibre RealTime: サインオフ検証をカスタム設計者の手に

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プロセス・テクノロジが進化するたびに物理検証に新たな課題が生まれます。この10年で、新世代プロセスのデザインルール・マニュアルは数十ページの簡単なパンフレットから数百ページにも及ぶ膨大なものに成長しました。この成長は描画レイヤ数の大幅な増加(メタルレイヤ数が11以上となることも珍しくはない)、レイヤごとのチェック項目数の増加とチェックの複雑度の著しい増大によりもたらされたものです。その結果、デザインルール・マニュアルの制約条件をソフトウェア命令に変換するデザインルール・チェック(DRC)デックも同じように劇的に増大しました。さらに、個々のプロセス・テクノロジが複雑化したためにファウンドリは製造フェーズの後半になってから問題を発見し、量産開始後であってもデザインルール・マニュアルとDRCデックを修正/更新しなければならなくなっています。

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進化するゲートとビアの寄生抵抗抽出

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サイプレスは最近、ゲートとビアの寄生抵抗を抽出する方法を変更しました。メンター・グラフィックスの寄生素子抽出ツールであるCalibre xRCにおいて、PEX VIA REDUCTION COUNTに直接数値を指定してビアをグループ化するのではなく、すべてのレイヤにPEX VIA REDUCTION RESISTANCEでFLEXIBLE(FLEX)オプションを宣言し、ユーザが指定したものにだけSTANDARD COUNT変更子を適用することで、ノード数を減らし、必要な精度に上げることができるようになりました。サイプレスでは、トランジスタの寄生抵抗をゲート幅の半分、つまりシードレイヤの中央までとして抽出します。片側しか接触していないゲートの場合、抵抗は半分になります。より正確には1/3になることが実験から分かっています。実験と同等の正確さを期すため、サイプレスの現在のフローはRESISTANCE DEVICE_SEEDを使用してポリ領域の抵抗値を低くしています。また、ゲート・デバイスをポリとして扱うことにより、キャパシタンスの精度を維持しています(CAPACITANCE ALIASを使用)。本稿では、Calibre xRCを使用して寄生抵抗を抽出する方法の変遷について述べます。

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