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什么是寄生参数 参数提取 (PEX)?

新思科技 编辑部

安全增强封装(SEP) 2020年17日 / 阅读时间3分钟

定义

在电子设计自动化(EDA)领域,寄生效应(寄生参数 ,参数提取 ,简称PEX)是指对电子电路中已设计器件及所需布线互连所产生的寄生效应(寄生参数 )进行计算:寄生参数 电容、寄生参数 电阻和寄生参数 电感,通常称为寄生效应器件(寄生参数 devices)、寄生元件(寄生参数 components)或简称为寄生元件(parasitics)。

寄生参数 (参数提取 )的主要目的是建立该电路的精确模拟模型,以便通过详细的仿真来模拟实际的数字和模拟电路响应。数字电路响应通常用于填充用于信号延迟和负载计算的数据库,例如: 

  • 时序分析
  • 功效分析
  • 电路仿真
  • 信号完整性 分析

模拟电路通常会在详细的测试台上进行测试,以验证在提取出额外的寄生参数后,所设计的电路是否仍能正常工作。

寄生参数 参数提取 图1  | 新思科技
寄生参数 参数提取 图2  | 新思科技

寄生项的不同类别

在典型的半导体芯片上,可以将寄生参数分为以下三类:

  1. 前端工艺(FEOL):与半导体器件相关的寄生效应。
  2. 线路中段(MEOL ):与半导体器件触点相关的寄生效应。
  3. 后端工艺(BEOL):与互连层相关的寄生效应。

寄生参数 (参数提取 )是如何运作的?

寄生参数 参数提取 可使用的引擎有两种类型:

基于场求解器

在此方法中,PEX引擎通过求解麦克斯韦方程组来计算寄生参数 中的R、C、L或K。该方法被称为3D参数提取 。与基于规则的方法相比,该方法精度更高,但需要更强的处理能力,且不适用于全芯片 参数提取 。在场求解器类别 中,可以使用有限元算法或随机游走算法——其权衡在于处理时间与精度的关系,其中有限元算法的精度更高。

寄生参数 参数提取 图3  | 新思科技

基于规则的

在此方法中,PEX引擎使用查找表来计算寄生参数 的R或C值。该方法被称为2D或2.5D参数提取 。它支持全芯片 参数提取 。

寄生参数 参数提取 图4  | 新思科技

寄生参数 参数提取 和 新思科技

新思科技 提供适用于数字和定制设计环境的寄生参数 和参数提取 解决方案:

  • StarRC™ 该解决方案是EDA行业公认的黄金标准标准 ,适用于寄生参数 参数提取 。作为 新思科技 设计平台的关键组成部分,为SoC、定制数字电路、模拟/混合信号 以及存储器IC和3D-IC设计提供了具有硅级精度和高性能的参数提取 解决方案。StarRC可对先进工艺技术(包括FinFET 16 nm、14 nm、10 nm、7 nm、5 nm及更先进工艺)的物理效应进行建模。 该解决方案与业界标准 的数字和定制实现系统、时序、信号完整性 、功耗物理验证 以及电路仿真 流程无缝集成,并具备调试功能,从而提供无与伦比的易用性生产力 ,可加速设计收敛和签核验证。StarRC内置场解算器Rapid3D™,既可作为参考,也可提供更高精度的测量结果。StarRC还支持2.5D和3D-IC参数提取 。
  • QuickCap NX 是一款基于高精度3D场解算器(3D Field Solver)的黄金级参数提取 参考工具,非常适合先进的14nmFinFET 及更先进工艺技术。内置的3D器件可视化功能使其成为工艺探索的理想工具。高精度参数提取 、基于规则的提取器的参考工具、标准 单元表征、存储单元表征以及提升PDK质量,都是QuickCap NX所支持的关键应用。
  • 拉斐尔 是一款用于优化小尺寸单元中多级互连结构的片上寄生参数 的黄金标准工具,支持标准 、2D和3D 电阻 、电容 以及电感参数提取 。作为参考场求解器,Raphael提供业内最精确的寄生参数 模型。该工具深受各大代工厂信赖,由Raphael生成的互连寄生参数已被纳入其设计参考指南。

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