Siemens e TSMC ampliano gli strumenti di IA per la progettazione dei chip

Siemens e Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. stanno ampliando la loro collaborazione su software e processi concepiti per rendere più veloce e automatizzato lo sviluppo dei semiconduttori. In un annuncio pubblicato su news.siemens.com, Siemens ha dichiarato che le aziende estenderanno le attività di abilitazione alla progettazione ai flussi di lavoro digitali, custom e avanzati per circuiti integrati 3D.

Un elemento centrale è un agente di intelligenza artificiale in grado di identificare e contribuire a correggere le violazioni delle regole di progettazione (DRC). Il sistema combina il software Calibre di Siemens con le tecnologie Aprisa e Solido, introducendo analisi e correzioni automatizzate nei flussi di progettazione sia dei chip digitali sia di quelli custom. L’obiettivo dichiarato è ridurre il lavoro ingegneristico ripetitivo, migliorare l’efficienza dei flussi di lavoro e aiutare le aziende a raggiungere prima il tapeout.

L’IA entra nella verifica dei chip

La DRC è una fase critica nello sviluppo dei semiconduttori. Verifica se una progettazione è conforme alle regole di produzione associate a uno specifico processo. Con l’aumentare della complessità dei progetti dei chip, gli ingegneri devono gestire un numero maggiore di violazioni e di interazioni tra gli strumenti di progettazione, rendendo l’analisi manuale dispendiosa in termini di tempo.

Il nuovo flusso di lavoro si basa su Calibre Check Assist, che fornisce informazioni contestuali e indicazioni sulle regole di progettazione durante il debug della DRC. Aprisa AI e Solido Fuse aggiungono funzionalità concepite per identificare, interpretare e gestire le violazioni nei diversi ambienti di progettazione. Siemens ha inoltre descritto funzioni agentiche per lo sviluppo di circuiti integrati custom, nelle quali il software può eseguire attività collegate anziché limitarsi a rispondere a una singola istruzione.

La collaborazione più ampia include Fuse EDA AI System e Fuse EDA AI Agent. Siemens ha dichiarato che questi strumenti sono progettati per flussi di automazione della progettazione elettronica autonomi, prolungati e in grado di autoverificarsi. Possono ragionare su incarichi articolati in più fasi, coordinare le attività tra diversi prodotti EDA e valutare ripetutamente i risultati. Le tecnologie di IA di NVIDIA vengono utilizzate con Fuse EDA AI Agent per migliorare l’efficienza nell’uso dei token e le prestazioni nei carichi di lavoro ingegneristici di lunga durata.

Aprisa viene inoltre utilizzato per il place-and-route e l’implementazione digitale assistiti dall’IA. Queste funzionalità sono concepite per automatizzare le fasi ad alta intensità di lavoro, applicare indicazioni specifiche per il progetto e aiutare i team a raggiungere la convergenza del progetto. Nel complesso, le aziende affermano che il lavoro copre le attività dalla progettazione iniziale fino al tapeout.

Progettazione su scala di chip e package 3D

La collaborazione va oltre la progettazione convenzionale dei chip e si estende alle tecnologie 3DFabric di TSMC, che supportano l’integrazione e il packaging tridimensionali avanzati. Siemens ha abilitato il funzionamento su più macchine in Calibre 3DStack Advanced per la verifica delle antenne inter-chiplet, incluso il supporto per TSMC-SoIC, una piattaforma di impilamento dei chip a livello di wafer.

Sono inoltre in corso attività di certificazione per progetti chip-on-wafer-on-substrate che utilizzano l’interconnessione locale in silicio, nota come CoWoS-L. Siemens ha dichiarato che questi sviluppi offrono la scalabilità e le prestazioni in termini di runtime richieste da progetti 3D sempre più complessi. Le aziende hanno inoltre segnalato miglioramenti delle prestazioni nell’Interface Check Flow per TSMC-SoW.

Altre attività congiunte riguardano la co-progettazione chip-package e un supporto più ampio a 3Dblox. Siemens e TSMC stanno collaborando con importanti clienti comuni su questi flussi, mentre Aprisa viene sviluppato per l’auto-routing die-to-die guidato dalla pre-simulazione. La funzione è concepita per ricavare configurazioni di routing che soddisfino i requisiti di integrità del segnale.

Il portafoglio di Siemens viene inoltre applicato alle attività termiche, elettriche e ottiche. Solido Simulation Suite, Calibre xACT e Calibre 3DThermal supportano iniziative che coinvolgono circuiti integrati 3D, progettazione multifisica e fotonica del silicio. Calibre 3DThermal dispone della certificazione per l’analisi termica statica e transitoria delle tecnologie TSMC 3DFabric e del processo TSMC A16. È stato inoltre abilitato per un flusso di riferimento termico system-on-wafer, mentre proseguono i lavori sul flusso di riferimento termico per TSMC-COUPE, ovvero Compact Universal Photonic Engine.

Certificazione dei processi e formazione

Le aziende stanno continuando a certificare gli strumenti Siemens per le più recenti tecnologie di processo di TSMC. Calibre nmDRC, Calibre nmLVS, Calibre xACT e Calibre PERC sono stati certificati per il processo A14 di TSMC.

Solido Simulation Suite è stato certificato per l’accuratezza SPICE sulle tecnologie TSMC N3C, A16 e A14. Siemens ha dichiarato che ciò supporta le attività di verifica per progetti analogici, a radiofrequenza e di memoria. I suoi strumenti contribuiscono inoltre ai flussi di riferimento per la progettazione custom, che coprono problematiche di affidabilità come l’invecchiamento dei chip, l’autoriscaldamento e le aree operative sicure, oltre alla verifica consapevole delle variazioni e all’ottimizzazione automatizzata delle celle.

Lo strumento mPower è certificato per l’analisi dell’IR drop e dell’elettromigrazione a livello di transistor nei progetti digitali e analogici TSMC N2P e nei progetti analogici N3C. Proseguono ulteriori lavori sui flussi di riferimento per la progettazione custom N2 e N3, mentre la certificazione dei software analogici Aprisa e mPower per A14 è ancora in corso.

La collaborazione comprende anche la formazione. Siemens Xcelerator Academy, che offre materiali online autogestiti per i suoi prodotti EDA, è ora disponibile ai partner della TSMC Design Center Alliance oltre che ai clienti comuni. Un tutorial pubblicato di recente illustra un flusso di implementazione digitale end-to-end basato sulla tecnologia di processo a 5 nm di TSMC, ampliando l’accesso ai metodi di progettazione supportati dalla collaborazione.