Bei kleineren Prozessgeometrien wächst der Bedarf an kundenspezifischem variationsorientiertem Schaltkreisentwurf. Der Trend zu modernen Technologieknoten ist zum großen Teil motiviert vom Wunsch nach leistungsfähigeren, stromsparenderen und kleineren Designs. Doch mit der ständigen Migration nehmen die variationsbedingten Entwurfsprobleme zu.

Den Elektronikentwicklern wird das immer deutlicher bewusst. Unlängst wurde von unabhängiger Seite eine Umfrage bei 486 Entwicklungsingenieuren und Planungsleitern durchgeführt. Im Hinblick auf Technologie nannten zwei Drittel von ihnen für die unmittelbare Zukunft die variationsorientierte kundenspezifische Analyse und Entwicklung als ihr wichtigstes Anliegen. 37% der Befragten gaben an, dass variationsorientiertes Design in der Entwicklung bei 90 nm immer wichtiger würde; 60% hielten es bei 65 nm für notwendig, und 85% betrachteten es bei 45 nm als Voraussetzung.

Was ein variationsorientierter Kundenschaltkreisentwurf ist

Variationen beeinflussen das ganze Spektrum des kundenspezifischen IC-Designs vom Analog-/Mixed-Signal-, HF- und I/O-Bereich bis hin zu Memory und Standardzellen-Bibliotheken. Sie führen dazu, dass Produktionsausbeute und tatsächliches IC-Leistungsverhalten von den Ergebnissen abweichen, die man aus Simulationen gewinnt. Verursacht werden sie von Faktoren wie globale und lokale Zufallseffekte, Umgebungseffekte (Spannung, Temperatur, Last usw.) und layoutabhängige Wirkungen wie Proximity-Effekte.

Im Submikronbereich sind die Entwickler traditionell gezwungen, Variationen mit Reservezuschlägen oder Unterauslegung zu begegnen. Reservezuschläge bedeuten ungenutztes Potenzial in Leistung, Stromaufnahme und Platzbedarf. Unterauslegung resultiert in höheren Ausschussraten. Beide Methoden sind kostspielig, denn in dem einen Fall werden die Vorteile durch die Migration zu einem neuen Technologieknoten nur unzureichend ausgeschöpft, während im anderen Fall Geld durch funktionsunfähige ICs verschwendet wird. Bewältigt man Variationen jedoch umsichtig mit geeigneten Tools und Techniken, so lassen sich Schaltungsleistungsverhalten, Stromverbrauch und Platznutzung verbessern, die parametrische Ausbeute maximieren, Projektverzögerungen vermeiden und Totalausfälle verhindern.

Nächste Seite: Ein Problem mit vielen Fassetten