سيمنس وTSMC توسّعان أدوات الذكاء الاصطناعي لتصميم الرقائق

توسّع سيمنس وشركة تايوان لصناعة أشباه الموصلات (TSMC) جهودهما في البرمجيات والعمليات الهادفة إلى جعل تطوير أشباه الموصلات أسرع وأكثر أتمتة. وفي إعلان نشره موقع news.siemens.com، قالت سيمنس إن الشركتين ستوسّعان أنشطة تمكين التصميم لتشمل مسارات العمل الرقمية والمخصصة والمتقدمة للدوائر المتكاملة ثلاثية الأبعاد.

ويتمثل أحد العناصر الرئيسية في وكيل للذكاء الاصطناعي يمكنه تحديد مخالفات فحص قواعد التصميم (DRC) والمساعدة في تصحيحها. ويجمع النظام بين برمجية Calibre من سيمنس وتقنيات Aprisa وSolido، ليجلب التحليل والإصلاح المؤتمتين إلى مسارات تصميم الرقائق الرقمية والمخصصة على حد سواء. ويتمثل الهدف المعلن في تقليص العمل الهندسي المتكرر، وتحسين كفاءة سير العمل، ومساعدة الشركات على الوصول إلى مرحلة tapeout في وقت أقرب.

الذكاء الاصطناعي يدخل مجال التحقق من الرقائق

يُعد DRC مرحلة حاسمة في تطوير أشباه الموصلات. فهو يختبر مدى امتثال التصميم لقواعد التصنيع المرتبطة بعملية معينة. ومع ازدياد تعقيد تصميمات الرقائق، يتعين على المهندسين التعامل مع عدد أكبر من المخالفات والتفاعلات بين أدوات التصميم، ما يجعل التحقيق اليدوي مستهلكاً للوقت.

ويستند مسار العمل الجديد إلى Calibre Check Assist، التي توفر معلومات سياقية وإرشادات بشأن قواعد التصميم أثناء تصحيح أخطاء DRC. وتضيف Aprisa AI وSolido Fuse إمكانات تهدف إلى تحديد المخالفات وتفسيرها ومعالجتها عبر بيئات تصميم مختلفة. كما وصفت سيمنس وظائف وكيلة لتطوير الدوائر المتكاملة المخصصة، حيث يمكن للبرمجيات تنفيذ مهام مترابطة بدلاً من الاكتفاء بالاستجابة لتعليمات واحدة.

ويشمل التعاون الأوسع Fuse EDA AI System وFuse EDA AI Agent. وقالت سيمنس إن هذه الأدوات مصممة لمسارات عمل مستقلة وممتدة وذاتية التحقق لأتمتة التصميم الإلكتروني. ويمكنها معالجة المهام متعددة المراحل، وتنسيق الأنشطة عبر عدة منتجات من منتجات EDA، وتقييم النتائج بصورة متكررة. وتُستخدم تقنيات الذكاء الاصطناعي من NVIDIA مع Fuse EDA AI Agent لتحسين كفاءة الرموز المميزة والأداء في أعباء العمل الهندسية طويلة الأمد.

وتُستخدم Aprisa أيضاً في التوزيع والتوصيل المدعومين بالذكاء الاصطناعي وفي التنفيذ الرقمي. وتهدف هذه الإمكانات إلى أتمتة الخطوات كثيفة العمالة، وتطبيق إرشادات خاصة بالتصميم، ومساعدة الفرق على الوصول إلى تقارب التصميم. وتقول الشركتان إن العمل يغطي أنشطة تبدأ من التصميم الأولي وتمتد حتى مرحلة tapeout.

توسيع نطاق تصميم الرقائق والحزم ثلاثية الأبعاد

تمتد الشراكة إلى ما هو أبعد من تصميم الرقائق التقليدي، لتشمل تقنيات 3DFabric من TSMC، التي تدعم التكامل والتغليف المتقدمين ثلاثيي الأبعاد. وقد مكّنت سيمنس التشغيل متعدد الآلات في Calibre 3DStack Advanced للتحقق من هوائيات ما بين الرقائق، بما في ذلك دعم TSMC-SoIC، وهي منصة لتكديس الرقائق على مستوى الرقاقة.

كما يجري العمل على اعتماد تصاميم chip-on-wafer-on-substrate التي تستخدم ترابطاً سيليكونياً محلياً، والمعروفة باسم CoWoS-L. وقالت سيمنس إن هذه التطورات توفر قابلية التوسع وأداء زمن التشغيل المطلوبين للتصميمات ثلاثية الأبعاد المتزايدة التعقيد. وأفادت الشركتان أيضاً بتحسينات في الأداء ضمن Interface Check Flow الخاص بـ TSMC-SoW.

وتشمل الأنشطة المشتركة الأخرى التصميم المشترك للرقاقة والحزمة ودعماً أوسع لـ3Dblox. وتعمل سيمنس وTSMC مع عملاء مشتركين رئيسيين على مسارات العمل هذه، فيما يجري تطوير Aprisa للتوصيل التلقائي من قالب إلى قالب، والمدفوع بالمحاكاة المسبقة. وتهدف الوظيفة إلى اشتقاق إعدادات توصيل تستوفي متطلبات سلامة الإشارة.

ويجري أيضاً تطبيق محفظة سيمنس على الأعمال الحرارية والكهربائية والبصرية. إذ تدعم Solido Simulation Suite وCalibre xACT وCalibre 3DThermal مبادرات تشمل الدوائر المتكاملة ثلاثية الأبعاد، والتصميم متعدد الفيزياء، والفوتونيات السيليكونية. وحصلت Calibre 3DThermal على اعتماد للتحليل الحراري الساكن والعابر لتقنيات TSMC 3DFabric وعملية TSMC A16. كما تم تمكينها لمسار عمل مرجعي حراري لنظام على رقاقة، بينما يتواصل العمل على مسار العمل المرجعي الحراري الخاص بـTSMC-COUPE، أو المحرك الفوتوني العالمي المدمج.

اعتماد العمليات والتدريب

تواصل الشركتان اعتماد أدوات سيمنس لتقنيات العمليات الأحدث لدى TSMC. فقد حصلت Calibre nmDRC وCalibre nmLVS وCalibre xACT وCalibre PERC على اعتماد لعملية TSMC A14.

وحصلت Solido Simulation Suite على اعتماد لدقة SPICE في تقنيات TSMC N3C وA16 وA14. وقالت سيمنس إن ذلك يدعم أعمال التحقق لتصميمات الدوائر التناظرية وتصميمات الترددات الراديوية والذاكرة. كما تسهم أدواتها في مسارات عمل مرجعية للتصميم المخصص تغطي مخاوف الموثوقية، مثل تقادم الرقائق والتسخين الذاتي ومناطق التشغيل الآمن، إلى جانب التحقق المدرك للتباين والتحسين التلقائي للخلايا.

وتحمل أداة mPower اعتماداً لتحليل هبوط الجهد IR والهجرة الكهربائية على مستوى الترانزستور في التصميمات الرقمية والتناظرية TSMC N2P، والتصميمات التناظرية N3C. ويتواصل المزيد من العمل على مسارات العمل المرجعية للتصميم المخصص في N2 وN3، بينما لا يزال اعتماد برمجيات Aprisa وmPower التناظرية على A14 قيد التنفيذ.

وتشمل العلاقة أيضاً التعليم. فأكاديمية Siemens Xcelerator، التي تقدم مواد تعليمية عبر الإنترنت وبوتيرة ذاتية لمنتجات EDA التابعة لها، أصبحت متاحة الآن لشركاء TSMC Design Center Alliance، وكذلك للعملاء المشتركين. ويغطي برنامج تعليمي صدر مؤخراً مسار تنفيذ رقمي متكاملاً من البداية إلى النهاية، يستند إلى تقنية عملية TSMC ذات الـ5 نانومتر، ما يوسّع نطاق الوصول إلى أساليب التصميم التي يدعمها التعاون.