在AI大模型、自動駕駛和智能終端等應用驅動的算力革命中,隨著SoC集成度突破百億晶體管、工藝節(jié)點進入3nm以下,以及存儲器定制化、存內計算等架構的不斷涌現,晶體管級電路仿真與全芯片驗證(Full-Chip Verification)已成為高性能計算和存儲芯片設計流程中最為關鍵且耗時的環(huán)節(jié)之一。傳統驗證方法在效率、容量與方法學上面臨三重瓶頸,嚴重制約著芯片的上市進度、良率與市場競爭力:
效率與速度的瓶頸:模塊級仿真,特別是含超大規(guī)模電源/地網絡(PDN)的后仿,單次仿真時間從幾小時激增至數天甚至數周。
容量與資源的瓶頸:面對幾千萬乃至上億晶體管,疊加數十倍寄生參數,仿真器內存消耗陡增。在合理時間內,利用現有服務器資源完成任務,成為實際工程化的關鍵。
方法學演進的需求:單純依賴仿真器提速已難滿足爆炸式增長的需求。
而全芯片級晶體管仿真更是瓶頸中的瓶頸,涉及存儲器(SRAM/DRAM/Flash/新型存儲器)、全芯片SoC(如電源管理、汽車電子MCU、CIS圖像傳感器)以及數字芯片中的高精度模塊(如時鐘樹后仿),其驗證周期直接決定產品上市時間。
業(yè)界亟需新的驗證范式——根據不同電路模塊的工作頻率、精度要求,動態(tài)采用最適宜的建模與仿真策略,在可控精度范圍內實現高效簡化,支撐PVT、可靠性與良率分析等全流程驗證。
概倫電子的電路仿真解決方案——NanoSpice系列,旨在系統性破解定制和先進工藝下全場景仿真和驗證的困局。根據芯片電路的不同特性與驗證需求,NanoSpice智能匹配最適宜的仿真策略,實現“專通結合”的最優(yōu)解。
專用的FastSPICE優(yōu)化:全芯片數模混合電路和存儲器電路
Verilog行為級:數字邏輯
NanoSpice X
確保SPICE級精度,通過高效并行計算,處理上億器件的全芯片后仿真,有效應對容量瓶頸;
輔以卓越的內存管理能力,在主流服務器集群上可完成超大規(guī)模PDN與時鐘樹的后仿。
NanoSpice Pro X:創(chuàng)新雙引擎架構基于電路拓撲智能決策,在保證精度的同時實現效率躍升。
在存儲器設計中,自動識別規(guī)整結構并應用高度優(yōu)化的FastSPICE算法,顯著提升陣列驗證效率;
在高精度模擬電路中,無縫切換至SPICE引擎,確保結果精度;
“專通結合”,成為CPU、GPU、AI加速器等復雜SoC的理想選擇,得到客戶的硅后驗證。
更為關鍵的是,NanoSpice Pro X支持先進的3D-IC和多工藝協同仿真技術:
涵蓋從TSV、微凸塊到混合鍵合的復雜互連結構,并完整支持后仿真的反標流程;
顯著優(yōu)化仿真結果輸出、波形保存、measure語句執(zhí)行及電路檢查等后處理功能的效率。
確保用戶在面對超大規(guī)模仿真結果時,既保留關鍵分析數據,又將電路仿真性能的影響和內存的額外消耗降至最低,有效應對先進封裝和異構集成帶來的驗證挑戰(zhàn)。
NanoSpice MS:打破數模界限,針對數模混合芯片驗證中“數字等模擬”難題。
通過創(chuàng)新的同步算法,實現模擬與數字域的高效協同仿真;
數字部分通過Verilog/System Verilog進行行為級建模,與晶體管級模擬電路聯合仿真,達成真正的全芯片驗證,大幅提升整體效率;
無縫銜接概倫電子自主研發(fā)的數字仿真器VeriSim。
概倫電子堅信,單一工具的突破無法解決系統性的驗證困局。因此,我們正致力于構建一個以NanoSpice仿真家族為核心的全場景驗證環(huán)境,覆蓋從設計早期到簽核量產的完整流程:
設計早期:通過靜態(tài)電路檢查(Static Circuit Check)快速識別潛在設計規(guī)則與拓撲問題;
仿真階段:結合動態(tài)電路檢查與SOA(Safe Operation Area)分析,確保電路在各種工藝角(Corner)和工作條件下的功能與可靠性;
簽核階段:依托電路良率分析平臺NanoYield與high-sigma分析,精準預測量產良率;同時,通過可靠性晶體管老化分析與信號完整性分析(SI),為芯片的長期穩(wěn)定運行保駕護航。
概倫電子也相信,驗證的目標是讓設計師能更自由地探索架構創(chuàng)新,更從容地應對設計迭代。NanoSpice仿真家族旨在幫助設計團隊建立高效、無損的驗證流程,避免因工具割裂導致的數據轉換與精度損失。
為探索這一環(huán)境的實踐路徑與技術細節(jié),我們將推出“NanoSpice應用解決方案”系列專題,敬請期待以下內容:
首期聚焦:基于NanoYield的電路設計良率優(yōu)化與高西格瑪(high-sigma)分析方法論;
可靠性初步:靜態(tài)與動態(tài)電路檢查、SOA分析的進階技巧與實戰(zhàn)案例;
方法學前沿:數模混合仿真與先進驗證策略的深度解析;
可靠性基石:晶體管級老化模型與壽命預測;
信號護航:信號完整性(SI)與電源完整性(PI)的協同驗證方案。
讓我們一同開啟這場關于驗證方法學的深度對話,共同定義全場景仿真的未來。
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原文標題:概倫電子NanoSpice?系列:定制電路全場景的仿真和驗證方案
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