ばらつき考慮設計に向けたソリューション

VarMan™は、さまざまな目的に対応する各種解析機能を備えた新世代のツールです。このツールを活用することで、設計者は、統計的ばらつきを正確に把握し、設計段階において正しい対策を行うことができます。VarManは、アナログ、RF、スタンダード・セル、IO、およびメモリ設計に向けた効率的で信頼性の高いソリューションを提供します。

はじめに

最新の半導体プロセス・テクノロジにより設計を行う場合、目標とする仕様と製造歩留まりを達成するには、シリコン・ウェハ間やデバイス間のプロセスばらつきを慎重に考慮する必要があります。しかしながら、メモリ内部のビット・セルなど一部のデバイスについては、プロセスばらつきの正確な解析に7シグマ以上の高シグマ解析が必要となることがあるため、モンテカルロ・シミュレーションを数千回ないし数百万回、あるいは数十億回実行しなければならない場合があります。

古典的なモンテカルロ・シミュレーションは時間がかかり過ぎるため、このような解析には適していません。タイトな設計スケジュールであれば、なおさら不向きです。画期的な手法を導入したVarManは、古典的なモンテカルロ・シミュレーションと比較して、同等の精度を維持しながら、最大で30倍の解析速度を実現することが可能です。また、VarManは非常に高速かつ高精度の歩留まり予測が可能な高シグマ解析機能を備えているので、不良サンプルや設計の欠点を迅速に特定することができます。

VarManは、設計フローにスムーズに導入することができます。一般的なサードパーティー製シミュレータおよびトランジスタ・レベルのシミュレータをサポートしており、直感的で使いやすいインタフェースを採用しています。また、多数のパラメータを取り扱えるため、非常に正確な統計的コーナーの抽出とローカルばらつき解析を実行できます。

おもな特長

高速なモンテカルロ解析:
  • モンテカルロ解析に革新的な手法を導入したVarManでは、古典的なモンテカルロ解析と同等の解析結果を、最大で30倍の解析速度で得ることが可能
高精度で効率的な高シグマ抽出:
  • 目標とするシグマと歩留まりを指定して解析を行い、その歩留まりに対応する設計上の性能限界を求めます。この解析手法はシミュレーション・コストに優れ、また、複数の不良領域を取り扱う場合にもロバストです。
高シグマでのロバストで高速な歩留まり予測:
  • 設計上の性能限界を指定して解析を行い、ごくわずかな回数のシミュレーションを実行するだけで、4シグマから6シグマ、あるいはそれ以上のシグマに対する歩留まりを素早く検証および予測
  • パラメトリック・エラーを引き起こすプロセス条件を見つけ、歩留まりを正確に予測し、極めて稀な事象も予測
高シグマ・スプレッド(HSS):
  • 高シグマ・スプレッド(HSS)は、1回の実行で非常に低いシグマから高シグマまでを調査し、包括的なセル歩留まりデータを生成するため、最善のパワー、性能、および領域を備えた設計を実現可能。HSSは、先進のプロセス・テクノロジ・ノードにおいてよく見られる非線形性・非ガウス分布に対してロバストです。
Variability eXplorerによる解析:
  • Variability eXplorerによる解析を実行して、ユーザが設定したシミュレーション回数に基づき設計性能のクリティカル・ゾーンを明らかにし、3シグマから高シグマまでの余裕度を特定可能
  • 非常に少ないコストで、コーナー付近のばらつき特性と、最も影響の大きいパラメータを特定
正確なコーナー抽出:
  • 指定された歩留まりを達成するために、対象の設計性能において最も可能性の高い統計的コーナーを導き出すPVTパラメータを調査。膨大な数のPVTコーナーの組み合わせを長時間掛けて行う検証手法と比較して、この解析手法では、非常に少ないシミュレーション回数によって、本質的に正確な設計のコーナーを求めます。
図1: プロセスばらつき解析機能の比較

メリット

  • 画期的な解析技術により、シミュレーションの大幅なスピードアップと実行時間の短縮を実現し、解析結果精度の制御が可能
  • 高い信頼性を誇る実証済みの解析テクノロジを使用可能
  • 使い勝手の良いGUI。洗練されたビューワに表示されるデータと波形により、解析結果を判り易く表現。高速で使い勝手のよい「読み込み/解析」モデルを使用可能

おもな用途

  • アナログ、RF、スタンダード・セル、IO、メモリ

技術仕様

  • VarManによって読み込みおよび生成されるネットリストは、ユーザのリファレンス・シミュレータにより処理可能で、以下のツールに対応
    • シルバコのSmartSpice
    • Mentor Graphics社のEldo™、Eldo Premier™、Eldo™ RF、およびAFS™
    • Synopsys社のHSPICE™、FineSim、およびCustomSim-XA™
    • Cadence社のSpectre™およびSpectre™ RF
    • Legend社のMSIM™
    • Dolphin Integration社のSMASH™