Su un unico wafer di silicio

Siemens collabora con GlobalFoundries per la verifica avanzata dei progetti di fotonica del silicio

Siemens Digital Industries Software ha annunciato che la propria soluzione Calibre nmPlatform consente ora ai progettisti di operare anche sulla nuova piattaforma avanzata di fotonica del silicio recentemente presentata da GlobalFoundries (GF). GF Fotonix, la piattaforma monolitica di nuova generazione di GF, è la prima nel settore capace di combinare le differenti caratteristiche della fotonica da 300mm e della tecnologia RF-Cmos su un unico wafer di silicio, consentendo di ottenere le migliori prestazioni oggi possibili su vasta scala.

Tra i PDK (Process Design Kits) disponibili per GF Fotonix si annoverano ora anche i software di Siemens Calibre nmDRC, per la verifica DRC (Design Rule Checking), e Calibre nmLVS, dedicato alla verifica LVS (Layout vs Schematic). Entrambi questi strumenti di Calibre sono stati totalmente certificati da GF, quindi i clienti delle due aziende impegnati nella progettazione sulla nuova piattaforma GF Fotonix potranno continuare ad utilizzare l’affidabile ambiente Calibre nmPlatform anche per realizzare propri apparati basati sulla fotonica del silicio, come hanno finora fatto per i precedenti progetti basati su differenti tecnologie.

“Siemens EDA è lieta di ampliare la propria offerta di soluzioni realizzate in collaborazione con GF, rivolgendosi all’emergente mercato della fotonica del silicio” afferma Michael Buehler-Garcia, vice president per il product management dell’area Calibre Design Solutions. “Sebbene i progetti incentrati sulla fotonica del silicio, e la conseguente loro inclusione all’interno di prodotti di tipo multi-die, introducano nuovi livelli di complessità per l’attività di verifica, tale complessità può essere gestita mediante i Design Kit per la fotonica del silicio di Calibre, il che consente ai progettisti di non modificare il modo in cui tradizionalmente utilizzano Calibre”.

GF Fotonix è in grado di consolidare su un unico chip differenti processi complessi che precedentemente venivano distribuiti su molteplici chip separati, combinando su quel singolo chip di silicio un sistema di tipo fotonico, componenti in radiofrequenza (RF), nonché logica complementare ad elevate prestazioni in tecnologia CMOS (Metal–Oxide–Semiconductor).

“La nostra collaborazione con Siemens EDA è un ulteriore esempio di come GF, stringendo importanti legami di partnership con le aziende leader del settore, continui ad offrire ai propri clienti soluzioni innovative e orientate al time-to-market”, sostiene Mike Cadigan, senior vice president per il Customer Design Enablement di GlobalFoundries. “La combinazione tra la soluzione GF Fotonix e gli strumenti Calibre di Siemens, a supporto sia delle attività di verifica del progetto che delle operazioni post tape-out, può aiutare i progettisti a creare in modo efficiente le soluzioni potenti, flessibili e con ridotti consumi richieste dalle odierne applicazioni più avanzate destinate ai settori dei datacenter, dell’elaborazione e dei sensori”.

La fotonica del silicio consente alle aziende di portare le connessioni in fibra ottica direttamente all’interno dei circuiti integrati. I progetti basati su fotonica del silicio, tuttavia, sono caratterizzati da layout circuitali di tipo curvilineo, a differenza delle classiche disposizioni su griglie lineari in stile Manhattan presenti nei tradizionali progetti di Cmos. Ciò fa sì che l’applicazione delle metodiche di DRC tradizionali dei Cmos ai layout della fotonica del silicio produca numerosi errori che sono in realtà dei falsi positivi, la cui individuazione però spesso impegna i team di progetto per intere settimane. Per affrontare questa problematica, GF fa leva sull’utilizzo del software Calibre eqDRC di Siemens, che permette di utilizzare per i rule checks anche delle equazioni, in sostituzione delle misurazioni lineari (o in loro aggiunta). Ciò consente di ottenere risultati più accurati, che riducono significativamente la quantità degli errori, consentendo ai team di progettazione di spendere molto meno tempo e di impiegare molte meno risorse per il debugging dei propri progetti.

Analogamente, la natura curvilinea delle strutture di tipo fotonico, unitamente alla generale scarsità di netlist dei circuiti per i sistemi ottici, solleva importanti difficoltà nel corso della verifica LVS. La tecnologia tradizionale per la verifica LVS dei circuiti integrati parte infatti dall’estrazione di misurazioni fisiche sulla base di strutture elettroniche ben note e riconoscibili, per poi confrontarle con gli elementi corrispondenti presenti nella netlist. Con strutture curvilinee, tuttavia, risulta difficoltoso – se non addirittura impossibile – distinguere i punti esatti in cui una struttura inizia ed un’altra finisce. Utilizzando Calibre LVS con il nuovo PDK per GF Fotonix, questo ostacolo viene rimosso grazie all’uso di layer addizionali, contenenti testo oppure markers che consentono di distinguere le diverse regioni di interesse.

I dispositivi basati su fotonica del silicio vengono spesso implementati all’interno di un singolo die, su uno specifico nodo di processo, e successivamente impilati e racchiusi in un unico package insieme agli altri componenti del progetto realizzati su più die separati, utilizzando avanzate tecnologie di packaging eterogeneo. Utilizzando l’intera serie di strumenti presenti nell’offerta Calibre, i tempi totali necessari per una verifica completa di tali soluzioni possono essere significativamente ridotti.

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