11月23-25日,中國國際半導體博覽會(IC China)在北京國家會議中心舉辦。作為中國半導體行業最具權威性的年度盛會,IC China自2003年創辦至今已成功舉辦二十一屆,是頂級行業品牌盛會和業界標桿。
巨霖科技副總經理鄧俊勇受邀出席本次大會,并在技術專題論壇上發表主題為《Chip-let互連SI/PI仿真挑戰,及國產Sign-off方案》的演講。
面對Chiplet設計在信號與電源完整性上的協同仿真挑戰,鄧俊勇系統闡述了巨霖科技SIDesigner平臺的技術方案。該方案通過構建從電磁建模到系統簽核的完整仿真鏈路,其精度已實現對國際業界標桿的全面對標,為復雜異構集成提供了高可靠性的Signoff級驗證工具。
Chiplet重塑芯片產業生態
面對后摩爾時代制程微縮的物理經濟瓶頸與全球供應鏈不確定性,半導體產業正從晶體管密度轉向系統級集成,掀起一場以Chiplet為核心的設計范式革命。

Chiplet通過解構傳統“單芯片”模式,將復雜SoC拆分為可獨立制造、功能模塊化的“芯粒”,實現異構集成與系統級PPA優化。其驅動力在于:一、異構工藝融合,使CPU、GPU、存儲等單元采用各自最優制程;二、通過核心單元使用先進工藝、其余采用成熟工藝的方式,實現成本與良率平衡;三、模塊化芯粒可跨產品復用,推動設計范式向敏捷化演進,支持快速迭代與深度定制。
先進封裝構筑芯粒“高速公路”
Chiplet的構想離不開先進封裝技術的支撐。固然,簡單的多芯片模塊(MCM)便可實現基本的多芯粒集成,但若要釋放其全部潛力——尤其是滿足芯粒間高帶寬、低延遲的Die-to-Die互連需求——則必須依賴如CoWoS、EMIB等2.5D/3D先進封裝技術。
這些技術通過硅中介層、硅橋或微凸塊,提供了遠超傳統基板布線密度的互連能力,成為連接各個功能芯粒的“高速公路”。正是這座由先進封裝搭建的橋梁,使得計算芯粒與高帶寬內存(HBM)等得以緊密協同,將“系統樂高”從概念藍圖變為高性能的現實產品。
多物理場耦合下的仿真復雜性
多物理場耦合使封裝設計復雜性急劇增加,設計焦點已從單芯片擴展至全封裝系統,機械應力、熱管理、信號與電源完整性等問題相互交織,帶來前所未有的仿真挑戰。

其中,信號完整性直接影響系統穩定性,其核心難點在于跨尺度電磁建模——從亞微米級中介層布線到數十微米級基板走線,尺度跨越對仿真工具的網格剖分與算法提出極限要求。隨著Die-to-Die接口速率持續提升,高布線密度下的串擾與損耗,疊加為低功耗簡化的IO設計,極大壓縮了時序裕量,要求仿真工具不僅具備SPICE級精度,也需支持SI/PI協同分析,以準確評估電源噪聲對時序的影響。
電源完整性同樣面臨考驗:AI計算單元引發突發電流,周期性沖擊電源網絡;而高速接口的核與IO電源需在承載大電流的同時保持低噪聲。電源網絡的電磁建模同樣存在跨尺度挑戰,并需在時域中模擬最惡劣工況電流。成功的PI仿真依賴于對電源分配網絡阻抗的精準頻域優化,以及通過瞬態仿真充分驗證負載突變導致的電壓波動。
面對 Chiplet 技術帶來的多物理場仿真挑戰,業界EDA工具正在構建從物理結構到系統性能的完整解決方案。
以巨霖科技的SIDesigner平臺為例,通過與EMArtist協同構建完整仿真鏈路:EMArtist專注于3D封裝結構(Interposer、Bump、TSV、PKG、PCB 等)的高精度電磁建模,提取高精度寬帶S參數模型與SPICE模型;SIDesigner承擔最終的系統級簽核,通過集成TX/RX芯片模型與無源鏈路,執行SI/PI協同仿真,以全面評估通道、眼圖及電源噪聲(IR Drop, SSN),實現從物理原型到系統性能簽核的精準驗證閉環。

在實際場景驗證中,SIDesigner在DDR4瞬態仿真、PCIe6通道仿真等高速接口場景下,眼圖關鍵參數(眼高、眼寬)與國際標桿工具的差異普遍小于 2%,性能表現已達到業界 Golden 級精度標準。該平臺全面覆蓋 DDR/HBM 等并行接口、PCIe/MIPI 等 SerDes 接口的仿真需求,提供 True-SPICE 時域仿真和Channel Simulation兩套解決方案,其搭載的TJSPICE 仿真器在收斂性、穩定性上與業界Golden級仿真器完全對標,部分場景精度表現更優。

鄧俊勇表示,基于明確的產品路線圖,SIDesigner 計劃在2025年實現與業內Golden級方案的全面應用對標,并在三年內打造業界領先的SI/PI仿真平臺。這一發展路徑標志著其從“可用”向“好用”的進階,為Chiplet技術的規模化應用提供了關鍵的仿真驗證能力,成為半導體產業復雜異構集成場景下仿真技術突破的重要實踐。
面向未來,巨霖科技將始終秉持“精準仿真,賦能未來”的使命,持續深耕“電路”與“電磁”仿真技術,緊密圍繞產業前沿需求,與戰略客戶及產業鏈伙伴持續深入合作,不斷打造和推出新的業界標桿產品。巨霖科技將通過持續的技術迭代與生態建設,連點成線、由線及面,打造業界領先的EDA解決方案,為推動國產EDA產業的超越與領先進程貢獻力量。
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原文標題:ICChina|攻克Chiplet仿真瓶頸 — 巨霖科技SIDesigner平臺鑄就高精度仿真“芯”基石
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