Cadence发布业界首个集成化、高容量3D-IC平台 Integrity 3D-IC

11月3日消息，在半导体行业有一个著名的“摩尔定律”，该定律称：当价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。而随着半导体行业的发展，摩尔定律开始放缓。在这种情况下，为了提升芯片的性能会把Die（晶粒）做得越来越大。但现实条件并不允许把Die做得无限大，而且把单个Die做大之后会导致散热不佳以及良品率低下等不可调和的问题。针对这些问题，芯片设计、封装与系统的2.5D化、3D化将成为解决问题的关键。

楷登电子（Cadence）近日宣布，正式交付全新 Cadence® Integrity™ 3D-IC 平台，这是业界首款完整的高容量 3D-IC 平台，将设计规划、物理实现和系统分析统一集成于单个管理界面中。Integrity 3D-IC 平台支持了 Cadence 第三代 3D-IC 解决方案，客户可以利用平台集成的热、功耗和静态时序分析功能，优化受系统驱动的小芯片（Chilet）的功耗、性能和面积目标（PPA）。

Cadence公司数字与签核事业部产品工程资深群总监刘淼介绍称：当芯片从2D世界走向3D维度的时候，我们会看到的一些好处，比如连线更短、功耗更低、性能更强。我们从90纳米到45纳米，再到28纳米7纳米，线上的delay（延迟）会越来越多，线上的功耗也会越来越大，所以我们明显看到我们帮很多客户做5纳米，其中一个痛点就是要帮助他们解决线上的功耗，如果线短了以后，功耗就会更低。线上delay减少了以后，芯片就会跑得比以前更快了，从而使芯片性能变得更强。

另外一方面就是我们可以把一个很大的芯片切成两个，把它堆叠起来，封装的尺寸会小很多。现在封装也是一个痛点，很多客户拿不到产能。不一定是晶圆厂拿不到，是封装拿不到，大的基板是很难拿到的。所以我们一旦有了这个技术，就可以让他有更小的封装尺寸。

最后是更好的良率，在晶圆厂流片的时候，良率和面积是呈指数关系的。面积越大，良率越低。所以综上所述，从2D走向3D我们可以看到很多好处。

3D设计当前的挑战是什么呢？有很多，第一是裸片放置与Bump规划。第二个是让一个数字工程师跟模拟工程师达成共识是很难的，因为他们没有共同的语言，共同的语言是一个统一的数据库，所以有聚合和管理上的挑战。还有一个挑战是系统级验证，芯片的验证非常关键。所以我们要有跨芯片/Chiplet及封装的热分析。还有STA的签核，STA的签核会有爆炸性的增加。还有系统级裸片的连接验证，所有这一切都让3D STA比2D复杂度高很多。

为了解决这些痛点，我们推出了一个全新的工具叫Integrity 3D-IC，它集成了3D设计规划与物理实现，把所有东西放在一起，已经成为一个平台。它可以做早期3D电、热、功耗和静态时序分析。我们就要把这些东西整合起来，从系统上去看。最后推出全新的3D IC平台，实现由系统来驱动的PPA目标。

面向超大规模计算、消费电子、5G 通信、移动和汽车应用，相较于传统单一脱节的 Die- by-Die 设计实现方法，芯片设计工程师可以利用 Integrity 3D-IC 平台获得更高的生产效率。该平台提供独一无二的系统规划功能，集成电热和静态时序分析（STA），以及物理验证流程，助力实现速度更快、质量更高的 3D 设计收敛。同时，3D exploration 流程可以通过用户输入信息将 2D 设计网表直接生成多个 3D 堆叠场景，自动选择最优化的 3D 堆叠配置。值得一提的是，该平台数据库支持所有的 3D 设计类型，帮助工程师在多个工艺节点上同步创建设计规划，并能够与使用 Cadence Allegro封装技术的封装工程师团队和外包半导体组装和测试（OSAT）供应商无缝协作。

Intgrity 3D-IC平台是Cadence广泛3D-IC解决方案的组成部分，在数字技术之上同时集成了系统、验证及IP功能。广泛的解决方案支持软硬件协同验证，通过由Palladium® Z2和Protium™ X2平台组成的Dynamic Duo系统动力双剑实现全系统功耗分析。平台同时支持基于小芯片的PHY IP互联，实现面向延迟、带宽和功耗的PPA优化目标。Intgrity 3D-IC平台支持与Virtuoso设计环境和Allegro技术的协同设计，通过与Quantus™ Extraction Solution提取解决方案和Tempus™ Timing Signoff Solution时序签核解决方案提供集成化的IC签核提取和STA，同时还集成了Sigrity™技术产品，Clarity™ 3D Transient Solver，及Celsius™ Thermal Solver热求解器，从而提供集成化的信号完整性/功耗完整性分析（SI/PI），电磁干扰（EMI），和热分析功能。全新Integrity 3D-IC平台和更广泛的3D-IC解决方案组合，建立在Cadence SoC卓越设计和系统级创新的坚实基础之上，支持公司的智能系统设计（Intelligent System Design™）战略。