简介
尽管有关摩尔定律挨近消亡或跟不上年代的风闻不绝于耳，但半导体职业好像八成仍在继续开发新工艺节点和日益杂乱的规划。因而，各家公司简直无休止地在为下一节点做预备，从而过渡至新的节点。
对晶圆代工厂而言，这种预备工作以新器材、新工艺东西和新工艺流程为中心。一起，他们有必要保证为客户供给合格规矩集（规矩文档）。规划公司专心于界说电路功用和功用方针，一起保证他们具有所需的规划软件和硬件并现已预备好进行运用，以便在合理的周转时刻内完成规划 signoff。
尽管很少谈论到，但电子规划主动化 (EDA) 职业也一向在为下一节点做预备。跟着各种新工艺技能和新规划功用的不断涌现，现在越来越需求进步主动化才能，以主动运用一套通过晶圆代工厂验证的东西进行验证，一起在不增加运转时刻的情况下坚持最高的精确度。本文将深入探讨下一节点的开发应战，以及Mentor, a Siemens Business 怎么为每个“下一节点”预备 Calibre® nmPlatform。
下一节点的核算应战
衡量半导体职业向前开展势头的经典目标是规划中的集成电路 (IC) 晶体管数量。摩尔定律描绘的是经历调查：每片 IC 的晶体管数量以往大约每两年翻一番。近年来，声称摩尔定律挨近消亡的声响好像一向不绝于耳，但经历依据继续标明现实并非如此。图 1 显现了最广为人知的 IC 芯片的晶体管数量随时刻改变的最新复合图 [1]。数据显现，晶体管数量在整个四十五年间一向安稳增加，大多数现代芯片的晶体管数量挨近 20 万亿个。
图 1：IC 晶体管数量随时刻的改变。
（数据来历：https://en.wikipedia.org/wiki/Transistor_count；数据可视化：OurWorldinData.org；Max Roser 依据CC-BY-SA授权运用。）
规划规矩查看 (DRC) 杂乱度与规划中的多边形数量成正比。尽管晶体管数量对前道工序 (FEOL) 层多边形数量有直接影响，但它自身并不能阐明多边形总数的全体增加。中段工序 (MOL) 和后道工序 (BEOL) 层不只显现每层多边形数量的增加，并且显现先进工艺节点一般需求额定的互连层。多边形数量增加的多种来历意味着像 Calibre 套件这样的验证东西有必要应对超越摩尔定律增加率的多边形处理量。
当然，与晶圆代工厂工艺相关的规划规矩不只是与规划中的总规划层数呈函数联系。跟着时刻推移，因为更杂乱的环境感知且对改变灵敏的规划组件和工艺技能被整合到最先进的工艺节点中，在任何给定层上有必要查看的问题类型也会增加。图 2 显现了其间几项新工艺技能和规划灵敏性，它们不只需求更多的查看，并且需求全新的查看类型。该图将层数的增加与所需查看类型的增加相对照，阐明晰规划规矩的数量和完成这些规矩所需的运算是怎么跟着工艺节点开展而增加的。每次查看都需求很多行编码来完成，图上的均匀 DRC 运算数阐明晰软件为正确查看规划而实践有必要履行的过程数。
图 2：不同工艺节点的新功用要求和 DRC 规矩／代码杂乱度。
终究，验证现代 IC 所需的核算才能和资源是由规矩杂乱度乘以规划的总多边形数决议的。任何懂数学的人都会当即注意到，两个指数增加的趋势相乘会带来适当困难的问题需求战胜。Mentor 意识到，为了处理这个好像巨大无比的应战，咱们要跳出传统处理方案的思想，根究一切或许的途径来扩展和进步东西集的功用与生产力。Calibre 团队不断为 Calibre 东西库增加根本的新功用，以便为新的和扩展的需求供给精确的主动查看，一起依然让公司可以满意其上市时刻组织。
夯实根底
应对这种爆炸性核算应战的两个最显着要素是原始引擎速度和存储器。尽管 Calibre 套件现已存在了几十年，但根底代码库在不断优化，乃至彻底重写，不只仅是为了增加新功用，还为了明显进步其履行现有功用的才能，以及运用现代分布式和云核算根底设施。
图 3 显现了同一 Calibre® nmDRC™ 运转集（运转文档）的不同软件版别的归一化运转时刻趋势。每个数据点代表均匀 20 个实践的客户规划，反映了 Calibre 底层引擎这个单一要素（其他要素均坚持不变）跟着软件版别的替换所完成的改善。在这三年的时刻跨度内，引擎速度进步了 80%。这一趋势标明晰 Mentor 优化一切 Calibre 物理和电路验证东西功用的方法。
图 3：不同软件版别的归一化 Calibre 引擎运转时刻趋势。
存储器运用率也是进步东西功用的关键要素。图 4 比较了最近的两个 Calibre nmDRC 版别在六种不同 7 nm 规划上的体现。跟着底层数据结构和存储器办理技能的改善，存储器运用率安稳下降 40-50%。相同，这一发展代表了 Calibre nmPlatform 所完成的功用改善。尽管 Calibre nmPlatform 在运用最少存储器方面现已处于业界领先地位，但 Mentor 仍在不断寻求进一步改善的时机。
图 4：Calibre nmDRC 东西最近发布的各版别在存储器运用率方面的改善比较。
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