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    • 良率提升,是芯片企业获利能力的关键
    • 携手西门子EDA, 为紫光展锐在DFM改善奠定良好技术基础
    • 良率高、产品好,紫光展锐稳健发展
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良率提升,EDA功不可没 — 西门子EDA对话紫光展锐

01/18 10:00
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芯片竞争,关键在良率。”看似简单的一句话,当我们深度推敲它,却别有一番天地。有业内行业分析指出,当前影响3nm工艺量产的最大因素是良率只有50%左右,然而大家只在先进工艺节点上才关注芯片的良率问题吗?非也,可以说芯片行业对良率的关注度覆盖所有工艺节点,包括特色工艺,因为它是关联企业成本最直接、最重要的因素。

良率提升,是芯片企业获利能力的关键

我们以国内芯片大厂为例,紫光展锐执行副总裁周晨表示:“产品良率对紫光展锐的获利能力和产品质量管控至关重要,因此紫光展锐的研发部门和Foundry合作伙伴有非常紧密的合作,对先进工艺中缺陷模型、产品可测试性设计、良率改善和爬坡有相当深厚的技术积累。此外,EDA 在帮助产品提升良率方面有非常大的价值。产品良率提升非常依赖完善的工作流程,从DFT、诊断、失效分析、大数据分析以及物理设计等环节都要依赖EDA工具来完成缺陷模型的建立、学习和改善的工作。”

换言之,当前行业中改善良率主要从两个方向切入:一个方向是芯片设计企业对先进工艺的理解,特别是和Foundry 厂的互动如何更好、更快地调整工艺参数,减小缺陷发生的概率和减低对产品良率的影响;另外一个方向是在设计中采取一些创新性的技术,使芯片的物理设计的可制造性得到大幅度提升,这需要设计、工艺和EDA三方的有效协作才能够达成。

携手西门子EDA, 为紫光展锐在DFM改善奠定良好技术基础

EDA作为芯片产业的基石,在良率提升层面的重要性不言而喻。EDA工具对于良率的把控几乎覆盖芯片设计和制造的整个流程,除了芯片前端设计和静态时序验证等功能外,还涉及到后端验证、可测试性设计、光学临近修正等。西门子EDA提供的良率解决方案涵盖硅前、硅中和后硅三个阶段,可实现“端到端”的良率保障。

具体来讲,在硅前和硅中阶段,西门子EDA的Calibre物理验证平台涵盖了Signoff级验证的Design、Mask以及芯片制造过程中所有验证步骤,在提升良率方面的表现得到了业界广泛的认可。以Calibre SONR为例,这是一款基于特征向量的机器学习平台,通过将Calibre机器学习模型与核心Calibre架构集成,来实现全芯片的热点预测和分析、模式减少,以及覆盖率检查等,可大大提高晶圆厂缺陷检测和诊断的生产力和准确性。其中,由于Calibre SONR工具自带一个机器学习数据库,可以以低内存和运行时间要求高效地处理大型数据集,因此OPC(光学邻近效应检测)受益最多,此前OPC需要海量的数据建模,并需要上万颗CPU作为硬件基础进行计算,而通过人工智能和机器学习,OPC的计算量实现大幅降低。

在后硅阶段,我们看到全球前十大半导体厂商中至少有7家正在采用诊断驱动良率分析技术(DDYA)来提升良率,并大大缩短PFA循环时间。而西门子EDA的Tessent工具平台可帮助客户实现最佳的可测试性设计 (DFT)解决方案,通过Tessent Diagnosis提供的版图感知和标准单元感知技术,以及Tessent YieldInsight提供的无监督机器学习技术相结合,找到最可能的缺陷分布并移除低概率怀疑点,提升分辨率和准确性,从而提高芯片良率并实现更优的功耗、性能和面积(PPA)。值得一提的是,近期西门子EDA还推出了Tessent™ RTL Pro解决方案,进一步扩展了 Tessent 产品组合的设计编辑功能,让客户能够在设计流程早期自动完成测试点、封装器单元和X-bounding 逻辑的分析和插入,从而缩短设计周期,改进设计的可测试性,更好地实现芯片面市“左移”(Shift-left) 工作。

周晨透露:“紫光展锐研发团队和西门子EDA在很多领域都有合作,在良率提升方面更是合作紧密。西门子EDA工具SONR的机器学习能力非常强大,在缺陷模型在物理版图中的匹配起到至关重要的作用。”

周晨表示,紫光展锐在去年一颗量产芯片中使用了西门子EDA的SONR技术。得益于SONR强大和创新的机器学习能力,在版图上执行了几百处的改动。根据回片测试结果显示,良率确实有实质性的改善,为紫光展锐以后的先进工艺DFM(可制造型设计)改善奠定了良好的技术基础。而紫光展锐也和西门子EDA研发部门进行了有效的互动,对SONR的产品技术改进提出了自己的意见,并被采纳,在DFM提高领域取得了开创性的成果。

对此,周晨表示:“紫光展锐和西门子EDA的协作完全是业界的强强联合,通过取长补短,开创了互利共赢的合作模式。”

良率高、产品好,紫光展锐稳健发展

在高良率和技术创新壁垒加持下,紫光展锐的成长迅猛,根据Counterpoint最新发布的2023年第二季度全球智能手机AP/SoC芯片出货量的市场份额数据显示,紫光展锐成为今年季度环比增长最快的芯片企业。

周晨从两个维度对紫光展锐的成长进行了分析:“一方面,在5G和4G产品双管齐下的策略下,紫光展锐坚持技术创新,在过去一段时间实现了很多技术成果转化,在5G领域形成了梯队化的产品矩阵,并在4G智能机平台T612/T616/T619中突破了1.08亿像素,构成了产品的独特亮点,这对市场用户来说是极具吸引力的;另一方面,紫光展锐与西门子EDA等合作伙伴携手,实现了面向多板块的技术应用性的提高,在5G NTN、5G新通话、5G RedCap等领域取得了持续性的突破,并推出了首款车规级5G智能座舱芯片平台A7870和面向行业解决方案的P7885,以及首颗5G NTN卫星通信通用SoC芯片V8821。”

周晨强调:“未来,我们将继续与西门子EDA等合作伙伴共建生态,在消费电子物联网领域持续深耕的基础上,进一步布局汽车电子、智能显示等业务,描绘出紫光展锐强劲的第二增长曲线。”

写在最后

芯片企业想要盈利,良率保障是关键,正如紫光展锐为何能成为国内半导体行业的领头羊,同样也经历了良率提升的考验,而在迎接挑战、加速创新的路上,EDA工具功不可没。与西门子EDA的强强联合更是合作共赢的制胜关键。

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西门子

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德国西门子股份公司(SIEMENS AG)创立于1847年,是全球电子电气工程领域的领先企业。西门子自1872年进入中国,140余年来以创新的技术、卓越的解决方案和产品坚持不懈地对中国的发展提供全面支持,并以出众的品质和令人信赖的可靠性、领先的技术成就、不懈的创新追求,确立了在中国市场的领先地位。

德国西门子股份公司(SIEMENS AG)创立于1847年,是全球电子电气工程领域的领先企业。西门子自1872年进入中国,140余年来以创新的技术、卓越的解决方案和产品坚持不懈地对中国的发展提供全面支持,并以出众的品质和令人信赖的可靠性、领先的技术成就、不懈的创新追求,确立了在中国市场的领先地位。收起

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