CEA-Letiとシルバコ、超低消費電力スタティック・メモリの歩留まり予測プロジェクトで協力

CEA-Letiの半導体開発専門知識とシルバコのSPICEシミュレーション、ばらつき解析テクノロジを結集したプロジェクト

ラスベガス – 2019年6月3日

CEA-Techの研究機関であるLetiとチップおよび電子システムの設計用ソフトウェア、IP、サービスを半導体企業に提供する世界的リーディング・プロバイダであるSilvaco Inc. (以下シルバコ)は、本日、ラスベガスで開催中の第56回Design Automation Conference (DAC) で、コンピューティング・アプリケーションに使用される超低電圧 (ULV)、超低リーク電流 (ULL)、スタティック・ランダム・アクセス・メモリ (SRAM) の歩留まりを予測およびモデリングするプロジェクトを発表しました。IC設計サイクルの早期段階で正確に歩留まりを予測することで、製造コストを低減し品質を向上できます。

製造におけるばらつきは、組み込みキャッシュなどの大規模メモリを持つシリコン・チップの量産歩留まりに非常に悪い影響をおよぼします。CEA-LetiのAccelerated Simulation of Array for Yield Assessment (ASAYA) プロジェクトは、製造後のシリコンに対する電気的SPICE回路シミュレーション結果に基づいて歩留まりを検証することを目的としています。課題は、シミュレーションで観測された低い故障率 (10億分の1回程度) がMB単位よりも大きいSRAMで許容される製造歩留まりであると保証するかどうかを評価することです。以前は、従来のモンテカルロ法ベースの電気的シミュレーションをビットセルに対して行うことにより、そのような故障を調査することができ、故障に対して十分な精度のマージンで予測を行うことが可能でした。また、マージンがガウス分布にしたがうと仮定し、シグマの数でマージンを評価するQuasi-Monte Carlo法によっても可能でした。最近 (2018年) の 発表でもまだこれらの手法が報告されており、実際のデバイスに必要なPVT (プロセス、電圧、温度) 条件すべてをカバーして一般化することが不可能な内製ソフトウェアを使用することが多いため、この手法では高精度な評価は難しいことも紹介されています。

CEA-Letiでは、故障検出および歩留まり予測解析にシルバコのVarMan eXtreme Memory Analysis (XMA) ツールを採用予定です。本プロジェクトでは、Extreme Yield Estimation (XYE) 解析を使用して、メモリ回路全体の故障率および歩留まり予測を得ることができ、Extreme Fail Detection (XFD) 解析を使用して、PVT依存の故障モードを調査することができます。VarManでは、6シグマ以上のばらつき解析を妥当な時間で実行できるよう、マシン・ラーニングおよびフロー最適化手法を採用しています。

「CEA-Letiが開発した先進テクノロジおよびメモリのニーズの増加には、最新手法を用意することが不可欠です。新手法で、与えられた使用条件においてメモリ・デザインのキャラクタライズをより高速に実行可能になれば、すべての条件をカバーするキャラクタライゼーション・プロセス全体を加速することが可能です。」 と CEA-LetiのCEOであるEmmanuel Sabonnadiere氏は述べています。「そのため、我々のメモリが予測故障率の範囲内で動作することを確実に検証可能で、製造コストおよびマーケットの期待にも合致する高速な手法を手に入れました。たとえば、我々が目にしてきた非正規性の技術的影響により、製品の動作条件が予測した性能限界まで近づいているすべての場合において予期しない故障につながる可能性があります。特にInternet of Things製品のメモリでは顕著です。」と述べています。

研究チームは、CEA-Letiが設計した256Kb ULV/ULL SRAMを解析しています。歩留まりおよびばらつきについて業界で使用されている現在の想定に反して、一部、非ガウス・マージン分布の確証がシルバコのVarManにより見つかっています。本プロジェクトでは、VarMan XMAの予測力を評価するために、STMicroelectronicsの28nm Ultra-Thin Fully Depleted Silicon on Insulator (UT-FDSOI) テクノロジで作成されたシリコン・ダイの測定を行います。

「SRAMおよび各種メモリ・アレイの故障を効率的に検出すること、そして歩留まりを高精度に予測することは、信頼性の高い電子デバイス開発において基本となります。」 とシルバコ Machine Learning & Flow Optimization DivisionのVP/GMである Firas Mohamedは述べています。「シリコンの微細化および複雑さの増加により、高速統計解析でナノメータ・スケール・デザインに見られるばらつきの影響すべてをとらえて評価することがさらに重要視されます。CEA-Letiとシルバコの過去の協業成功のもと構築された本プロジェクトは、シルバコが開発し、CEA-Letiのシリコン製造技術により実証された強力、高精度な予測テクノロジをエンジニアに提供します。我々は、CEA-Letiがシルバコそして信頼性のある高シグマ解析テクノロジを本プロジェクトに採用してくれたことを喜ばしく思います。」

概要:Leti

CEAの技術研究機関であるCEA-Letiは、高性能、エネルギー効率のよい、セキュアな産業向けソリューションを可能にする小型化技術における世界的なリーダです。Letiは1967年に設立され、世界的企業、SMEおよびスタートアップ企業のニーズに合わせて差異化された実用的ソリューションを構築し、マイクロテクノロジおよびナノテクノロジの先駆者となりました。Letiは、ヘルスケア、エネルギーおよびデジタル・マイグレーションの重要な課題に取り組んでいます。センサ、データ処理、コンピューティング・ソリューションまで、多くの専門分野にわたるLetiチームは、世界的な産業化前の機関を活用し、確かな専門知識を提供しています。本機関は、1,900名を超える社員、2,700件の特許、91,500平方フィートのクリーンルーム、明確なIP方針を持ち、フランスのグルノーブルを拠点としており、シリコンバレーと東京にもオフィスを構えています。Letiは、60社のスタートアップ企業を立ち上げており、Carnot Institutesネットワークの会員です。www.leti-cea.comおよび@CEA_Letiもご覧ください。

CEA Techは、French Alternative Energies and Atomic Energy Commission (CEA) の技術研究部門で、工業および基礎科学において革新的なR&D、防衛、核エネルギーにおけるキープレイヤーです。Thomson Reutersにより、世界2位の革新的研究機関と認められています。CEA Techは、イノベーション・ドリブンのユニークな文化や他の追随を許さない専門知識を利用し、新技術の開発と業界への普及、ハイエンド製品の製作と競争力の強化を支援しています。

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概要:Silvaco, Inc.

Silvaco Inc.は、EDAツールおよび半導体IPのリーディング・プロバイダです。先端半導体、パワーIC、ディスプレイ、メモリなどのプロセス開発やデバイス設計に使用される製品を提供しています。Silvacoは、これまで30年以上にわたり、お客様の次世代半導体製品開発において、期間短縮とコスト削減に貢献してきました。Silvacoは、世界的に高まるモバイル・インテリジェント・コンピューティングへの要求に応える革新的でスマートなシリコン・ソリューションを提供するテクノロジ・カンパニーです。米カリフォルニア州サンタクララに本社を置き、北米、ヨーロッパ、日本およびアジアの世界各地に事業拠点を構えています。

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