高级节点寄生提取
文章：克里斯托弗·克莱德，导师图形
解决高级节点的速度/精度折衷仍然是一个挑战。
半导体设计中的一些寄生提取约束在过程世代之间不断演化。例如，互连线相对于栅极延迟的优势日益增加，以及较低金属层互连线的侧壁电容相对于极板电容的相似优势。这些约束在几代之前就出现了，虽然它们所解决的问题可能随着每一个后续的新流程几何而变得更加尖锐，但经过试验和测试的建模解决方案多年来一直是我们设计流程的一部分。但是，突然的过渡正逐渐成为常态——考虑到在最近几代纳米工艺中引入的多图案和finFET晶体管。必须开发新的提取能力，以解决这些新技术及其对设计的影响。万博投注网址
影响提取要求的另一个因素是扩大新的和新兴产品市场的既定节点，如事物互联网，汽车电子和医疗设备。为了将其所建立的节点区分成更广泛的模拟，混合信号和射频（RF）半导体设计人员，铸造厂是不断提高已经熟悉的过程技术的电气特性，例如40nm，55nm，甚至更大。这些增量改进创建了自己的不连续性 - 例如，当在这些节点上重新设计物理知识属性（IP）时。该设计行业正在经历内部细胞内部三维线末端效应的新兴统治地位，挑战传统寄生萃取工具的建模假设。
今天的提取工艺
大多数寄生提取的电子设计自动化(EDA)方法使用两种不同的提取方法。一种基于规则的方法在设计中测量导线的尺寸和与相邻导线的分离(距离)，然后将这些值插入内部模型来计算寄生值。为了推广寄生模型，使其适用于任何铸造或工艺，基于规则的提取工具使用一组多维表或从工艺规范导出的方程来生成工具内部寄生方程的正确变量。一般来说，当互连时延为主要影响因素时，基于规则的提取能够提供快速的处理和合理的准确性。
场求解者通过求解麦克斯韦方程组[1]来计算电磁场线的强度。这种方法是计算密集型的，这意味着它也是时间密集型的。然而，场求解器通常返回最精确的结果，不仅因为场求解器不仅可以处理复杂的三维几何，而且它们也不局限于某些预先设想的寄生效应模型，这种寄生虫效应在任何给定的情况下可能会出现，也可能不会出现。场求解器提供了三维结构(如finfet和局部互连)的必要精度，而模式匹配(使用一组有限的预特征器件)等替代方法无法做到。因此，现场求解器通常被铸造厂用来生成“黄金”参考结果，用于验证其他提取技术的准确性。
图1展示了基于规则的提取工具使用的流的高度简化概述，与字段求解器使用的流形成对比。
图1基于规则的与场求解器流
萃取技术创新
基于规则的和现场求解器提取都是任何高级节点设计的必要技术。设计公司的挑战是开发一个优化和整合两种方法的最佳方面的提取流，以减少设计者的工作量并最大限度地减少提取运行时间。然而，到目前为止，使用不同的提取方法意味着独立地访问不同的提取发动机，这不仅增加了完成寄生提取所需的时间，而且还使得难以调和结果，增加所需的时间来设计封闭所需的时间。
一些EDA公司推出了用于高级节点的提取工具，这使得可以更容易地将现场求解器引擎的准确性与基于表的提取引擎的快速性能结合在一起的单一平台上。该技术混合使这些工具能够在设备周围高度准确，同时还为包含数百万辆网的设计提供极快的提取。万博投注网址这种混合方法通过自动将现场求解器和较低金属层自动施加现场求解器和较低的金属层来有效地加速了现场求解器的性能，同时使用快速，准确，可扩展的基于规则的方法来提供许多所需的准确性和性能典型的纳米工艺数百万个网上典型的纳米工艺。
解决新兴设计大小的问题也意味着采用多线程的独特方法（使用不同的线程或CPU独立地处理不同的网）。为了获得最大的效率，混合提取工具必须完全线程安全，因此线程之间没有不需要的交互或依赖关系。随着订单相关的效果消除，工具可以以任意顺序处理网，对提取值没有影响。此方法提供了一种高度可扩展的解决方案，可确保从运行运行的结果的一致性，无论使用的CPU数量还是您选择的计算平台。
此外，该技术避免了现有分区方法具有可伸缩性和可重复性的固有问题。例如，如果将设计剪切到Windows中，您创建的Windows的数量取决于您分配的CPU的数量。您还必须向每个窗口添加一个“光环”，这意味着提取工具必须在这些区域中有效地提取多次，并将结果拼接在一起，这引入了运行的变化。此外，随着窗户的数量，光环区域的区域相对于窗口区域升高，限制可扩展性。基于网络的多线程完全消除了此限制。结果是确定性的，因此无论设计的方向，CPU数量或不影响过程或设计几何形状的任何其他变量如何，都会得到相同的答案。
为了进一步减少验证工程师的工作量，混合提取工具通常支持将一些场求解器和基于网络的提取结果拼接在一起进行分析，因为网络通常在上下金属层上都有分段。最后，为了准确的结束，这些工具必须提供所有需要的功能，包括多模式支持和同时的多角处理(从一次运行生成多个netlist—一个进程或一个温度角)。
概括
对于先进的纳米工艺，诸如FinFET晶体管的特征和多图案化的方法，需要显着提高寄生提取的准确性，以仿真和分析，以验证物理设计的性能。与此同时，市场需求和递送紧张时间表平均设计团队需要提取工具，比以前的几代更快，更准确，更灵活。新的提取工具必须能够快速准确地在基于规则的时间框架内快速准确地生成现场求解器准确结果，同时提供所有设计者，无论是数字，定制，模拟还是RF，都有所需的提取精度和性能。
克里斯·克莱德是导师图形的口径验证产品营销经理。
参考
[1]“麦克斯韦的方程式，“工程和技术历史维基”
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