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Cadence Integrity™ 3D-IC Platform概述

03/03 10:11
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Cadence在3D IC EDA领域提供了完整的解决方案,核心是Integrity™ 3D-IC平台。该平台于2021年推出,是业界首款将3D设计规划、物理实现和系统分析统一集成于单一管理界面的高容量3D-IC平台。

一、核心平台

统一数据库架构:采用分层多工艺数据库,支持同时读取多个不同工艺节点的技术文件,将系统、封装基板与多层IC连接在一起。

单一驾驶舱(Single Cockpit):SoC与封装设计团队可在同一环境中协同优化完整系统,实现系统级反馈的高效整合。

第三代3D-IC解决方案:基于Cadence Innovus实现系统基础设施构建,支持2.5D/3D任意堆叠方式。

轻量级系统视图:相比传统布局视图的庞大数据量,系统规划器专注于芯粒间堆叠配置、布局规划、芯粒间接口设计与优化。

3D探索流程:可根据用户输入的2D设计网表自动生成多个3D堆叠场景,自动选择最优配置。

多工艺节点同步设计:支持工程师在多个工艺节点上同步创建设计规划。

二、多物理场分析集成

Integrity 3D-IC平台通过流程管理器(Flow Manager)集成了完整的系统级签核分析能力,实现热、电、时序的闭环优化。

分析类型 集成工具 功能描述
热分析 Celsius Thermal Solver FEA场求解器分析瞬态/稳态热传导,CFD引擎处理对流/辐射散热,支持复杂封装结构
电源完整性 Voltus IC Power Integrity 早期电源轨分析(ERA),多芯片堆叠数据与详细设计优化,结合Sigrity XtractIM/PowerDC实现芯片-封装-板级协同分析
静态时序分析 Tempus Timing Solution 跨芯片同步路径时序闭合,支持边界模型抽象和芯粒间互连延迟计算,智能角点修剪减少签核角点
电磁提取 Quantus Extraction + Clarity 3D 建模TSV、微bumps等3D结构,生成多工艺角SPEF文件
物理验证 Pegasus Physical Verification 无规则文件系统级LVS/DRC检查,bumps对齐和系统级连通性验证
信号完整性/PI Sigrity技术组合 跨芯片、封装和板级的SI/PI和EMI分析

关键优势:所有分析均在同一堆叠数据库上执行,消除手动交接、冗余数据转换和不一致的几何模型。

三、跨域协同设计能力

与Virtuoso协同(模拟/射频设计):通过OpenAccess数据库实现与Virtuoso环境的原生数据交换;Virtuoso完成的模拟/射频设计可将bumps数据传递至Integrity 3D-IC平台,优化连接bumps位置。

与Allegro协同(封装/PCB设计):Allegro X Advanced Package Designer支持基板和中介层布局设计,可直接导入Allegro的IC封装数据库,实现与中介层和基板的bumps连接协同设计;持复杂单芯片/多芯片引线键合和倒装芯片设计的成本与性能优化。

与Innovus协同(数字实现): 脚本级直接集成,支持3D芯粒分区、优化和时序流程; 提供完整的布局、布线、优化能力,支持3D分区特性。

四、AI驱动的设计优化

Cadence将AI技术深度融入3D-IC设计流程。Cerebrus用于数字设计的AI驱动优化;Virtuoso Studio AI:模拟/定制设计的智能优化。Optimality:多物理场设计优化平。JedAI平台:EDA与电子产业的大数据分析。

通过机器学习加速芯片设计,提升PPA(性能、功耗、面积)指标,实现从芯片到系统的智能决策。

五、Integrity 3D-IC 设计数据库元素

数据库包含:Netlist、DEF or OA、SDC、MMMC (view definition)、FlexILM、ILM、LEF、Parasitic、Metal Fill (physical context)、SPEF、Thermal map、Timing context、Boundary、model、GDS。

六、使用流程

在 3D-IC 设计中,设计人员需要考虑的维度已从二维增加到三维,这使得 3D 设计堆叠和bumps规划成为整个设计流程中的关键步骤。同时,芯片的垂直堆叠也使整个流程更加复杂。这需要封装团队、设计团队、时序签核团队、功耗签核团队,甚至热分析团队在早期阶段就参与进来。这给产品上市时间带来了挑战。Integrity 3D-IC 平台旨在实现高效的 3D-IC 设计流程。它通过 iHDB 开放了多个工具的数据传输流程,并允许在一个平台上快速完成 ECO,从而减少多个团队之间的沟通工作。

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截至到20260302,文章共249622字,文档(手册)共231份,涵盖数字芯片中后端全流程设计和部分前端设计知识。价格较低,时间成本较高,故问答非本星球必须服务。

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