半導體世界消息，11 月 10 日，臺積電院士兼副總裁 LC.Lu做了一個演講，他在短短 26 分鐘內(nèi)用數(shù)十張幻燈片談到了實現(xiàn)系統(tǒng)創(chuàng)新。臺積電是全球排名第一的半導體代工企業(yè)，他們的開放式創(chuàng)新平臺 (OIP) 活動很受歡迎，參加人數(shù)也很多，因為所提供的工藝技術和 IP 對許多半導體設計領域都非常有吸引力。臺積電技術路線圖顯示了到 2025 年的 FinFET 和 Nanosheet 計劃的時間表。
從 N3 開始，出現(xiàn)了一種名為FinFlex的新產(chǎn)品，它使用設計技術協(xié)同優(yōu)化 (DTCO)，有望為節(jié)能和高性能等細分市場改進功率、性能和面積 (PPA)。借助 FinFlex 方法，設計人員可以根據(jù)其設計目標從三種晶體管配置中進行選擇：
- 3-2 fin blocks，用于高性能
- 2-2 fin blocks，高效性能
- 2-2 fin blocks，功率最低，密度最佳
工藝節(jié)點 N16 到 N3 中使用的Fin塊選擇的歷史如下所示：
EDA 供應商 Synopsys、Cadence、Siemens EDA 和 ANSYS 已經(jīng)更新了他們的工具以支持 FinFlex，并且在單個 SoC 中，您甚至可以混合使用Fin塊選項。沿著時序關鍵路徑，您可以使用高Fin單元，而非關鍵路徑單元可以是低Fin。作為進程縮放優(yōu)勢的示例，Lu 展示了一個 ARM Cortex-A72 CPU，在 N7 中實現(xiàn)，具有 2 個Fin，N5 具有 2 個Fin，最后是 N3E 具有 2-1 個Fin：
N3E 的 IP 單元來自多家供應商：TSMC、Synopsys、Silicon Creations、Analog Bits、eMemory、Cadence、Alphawave、GUC、Credo。IP 準備狀態(tài)分為三種狀態(tài)：硅報告準備就緒、硅前設計套件準備就緒和開發(fā)中。
模擬IP
在臺積電，他們的模擬 IP 使用結(jié)構(gòu)化程度更高的常規(guī)布局，這會產(chǎn)生更高的產(chǎn)量，并讓 EDA 工具自動化模擬流程以提高生產(chǎn)率。TSMC 模擬單元具有均勻的多晶硅和氧化物密度，有助于提高良率。他們的模擬遷移流程、自動晶體管大小調(diào)整和匹配驅(qū)動的布局布線支持使用 Cadence 和 Synopsys 工具實現(xiàn)設計流程自動化。
模擬單元可以通過以下步驟進行移植：原理圖移植、電路優(yōu)化、自動布局和自動布線。例如，使用模擬遷移流程將 VCO 單元從 N4 遷移到 N3E 需要 20 天，而手動方法需要 50 天，速度快了 2.5 倍。
3D布料
臺積電需要考慮三種類型的封裝：
- 二維包裝
- InFO_oS
- InFO_PoP
- 2.5D包裝
- CoWoS
- 3D包裝
- 芯片
- InFO-3D
3DFabric 中有八種包裝選擇：
最近使用 SoIC 封裝的一個例子是 AMD EPYC 處理器，這是一種數(shù)據(jù)中心 CPU，它的互連密度比 2D 封裝提高了 200 倍，比傳統(tǒng) 3D 堆疊提高了 15 倍，CPU 性能提高了 50-80%。
3D IC 設計復雜性通過 3Dblox 解決，這是一種使用通用語言實現(xiàn) EDA 工具互操作性的方法，涵蓋物理架構(gòu)和邏輯連接。四大 EDA 供應商（Synopsys、Cadence、Siemens、Ansys）通過完成一系列五個測試用例，為 3Dblox 方法準備了工具：CoWoS-S、InFO-3D、SoIC、CoWoS-L 1、CoWoS-L 2 .
臺積電通過與以下領域的供應商合作創(chuàng)建了 3DFabric 聯(lián)盟：IP、EDA、設計中心聯(lián)盟 (DCA)、云、價值鏈聯(lián)盟 (VCA)、內(nèi)存、OSAT、基板、測試。對于內(nèi)存集成，臺積電與美光、三星內(nèi)存和 SK 海力士合作，以實現(xiàn) CoWoS 和 HBM 集成。EDA測試廠商包括：Cadence、西門子EDA和Synopsys。IC測試供應商包括：Advantest和Teradyne。
概括
AMD、AWS 和 NVIDIA 等半導體設計公司正在使用 3DFabric 聯(lián)盟，隨著 2D、2.5D 和 3D 封裝的使用吸引了更多的產(chǎn)品創(chuàng)意，這個數(shù)字只會隨著時間的推移而增加。臺積電擁有世界一流的DTCO工程團隊，國際競爭足以讓他們不斷創(chuàng)新新業(yè)務。數(shù)字、模擬和汽車細分市場將受益于臺積電在 FinFlex 上宣布的技術路線圖選擇。3D 芯片設計得到 3DFabric 聯(lián)盟中聚集的團隊合作的支持。
