다른 접근 방식으로는 몇 주가 걸립니다.
오늘날 반도체 제조사들은 더 빠른 속도로 더 강력한 칩과 인쇄 회로 기판(PCB)을 설계하는 동시에 신호 무결성 문제를 완화하고 form factor를 축소해야 하는 엄청난 압력을 받고 있다.결과? 제조사는 더 많은 구성품을 점점 더 가깝게 쌓아가면서 엄청난 설계 복잡성을 발생시킨다.
그러나 설계 복잡성만이 문제는 아니다. 성장하는 5G, 자율 주행 차량, 사물인터넷(IoT) 시장에서의 애플리케이션들은 반도체 제조사들이 혁신에 집중할 뿐만 아니라 그들의 극단적인 혁신에 빠르게 착수하도록 강요하고 있다. 현재 세계적으로 자동차 용도의 칩 부족은 반도체 제조사들이 직면하고 있는 엄청나게 까다롭고 변덕스러운 시장 환경의 한 예에 불과하다. 또 다른 하나는 삼성이 최근 칩 가용성 문제로 차기 갤럭시노트 출시를 연기해야 할 수도 있다는 입장을 밝힌 것이다.
Ansys HFSS를 통한 모델링 및 시뮬레이션은 전 세계 반도체 선두 업체들이 수십 년 동안 다양한 개발 및 출시 과제를 해결하는 데 도움이 되었다. 1990년 이후, Ansys는 반도체 고객의 새로운 과제를 예상하고 이를 해결하기 위해 새로운 기능을 지속적으로 도입했다. 따라서 Ansys HFSS의 새로운 기능과 함께 클라우드 컴퓨팅과 같은 일반적인 기술 발전이 수요 속도로 인해 더 작고 강력하며 혁신적인 칩을 설계하고 출시하려는 고객의 노력을 지원한다는 것은 놀라운 일이 아니다.
이러한 발전 중 가장 중요한 것은 3D Layout이라고하는 HFSS의 비교적 새로운 기능으로, 이를 통해 엔지니어는 가장 복잡한 설계조차 시스템 수준에서 빠르고 정확하게 조립할 수 있다. 이는 gold-standard HFSS 솔버가 시스템 시뮬레이션에 사용되고 있기 때문에 모든 반도체 제조사가 제품의 정확성이나 신뢰도를 희생하지 않고 보다 효과적으로 경쟁하고 시장 수요를 충족할 수 있도록 지원하는 획기적인 개발이다.
시스템 레벨 시뮬레이션: 비전부터 현실까지
역사적으로 Ansys를 통한 칩 설계는 시뮬레이션 해결 시간, 기하학적 메슁 기능, 처리 속도 및 기타 기술 고려 사항에 의해 제한되는 순차적인 구성 요소 수준 프로세스였다. 그러나 오늘날에는 이러한 제한이 제거되어 반도체 제조사가 가장 복잡한 칩 및 보드 설계도 통합 시스템으로 해결하여 새로운 차원의 속도를 달성할 수 있도록 지원한다.
엔지니어가 집적 회로(IC) 패키지 + 커넥터 + 보드를 포함하는 전체 신호 경로를 모델링할 수 있도록 함으로써, Ansys HFSS 3D Layout은 구성 요소 수준의 설계 결함 및 구성품 간의 신호 손실과 같은 시스템 수준의 통합 또는 커플링 문제를 드러낸다. 서로 다른 엔지니어링 팀이 다양한 도구를 사용하여 IC에서 IC로 이어지는 신호 경로의 여러 부분을 직렬 방식으로 설계하는 “분할 및 정복” 접근 방식을 취하는 대신 준개발자는 산업 표준 단일 솔루션을 사용하여 전체 신호 경로를 한 번에 조립할 수 있다.
이 접근 방식은 hand-off를 제거하기 때문에 보다 생산적이고 효율적일 뿐만 아니라 설계 팀들이 시스템 수준 문제를 해결하는 데 드는 비용이 낮은 매우 이른 설계 단계에서 식별할 수 있도록 한다. 또한 HFSS 3D Layout은 설계 자동화를 지원하여 기존 PCB 제품 설계를 활용하여 재작업 및 반복을 최소화한다.
HFSS 3D Layout의 시간과 비용 절감 효과는 매우 뛰어나다. 오늘날 엔지니어는 SODIMM 보드에 장착된 8개의 two-layer flip-chip BGA 패키지를 통합하고 마더보드에 장착된 커넥터에 연결되어 있으며 64개의 네트와 128개의 포트가 있는 PCB 설계를 모델링하는 데 34시간만을 소요한다. 이 모델은 사실 순차적 구성 요소 레벨 접근 방식을 사용하여 생성하는 데 몇 주가 걸린다.
Ansys가 어떻게 이 혁신적인 수준의 속도와 성능을 제공할 수 있을까? 첫째, Ansys는 이미 gold-standard의 메슁 기능을 채택하여 기하학적으로 가장 복잡한 패키지도 빠르고 쉽게 모델링 할 수 있는 능력을 획기적으로 향상시켰다. 둘째, Ansys 솔버는 이전에 필요했던 시간보다 훨씬 짧은 시간에 가장 정교한 전자기 문제도 처리할 수 있도록 개선되었다. 마지막으로 Ansys 솔루션은 이제 Microsoft Azure에서 실행되는 Ansys Cloud를 포함한 클라우드 컴퓨팅 리소스에 액세스하여 칩 설계와 같은 수치적으로 큰 문제를 해결하는 데 사용할 수 있는 RAM 및 컴퓨팅 노드를 늘릴 수 있다. 이러한 모든 기술 발전이 결합되어 전체 3D 시스템 레벨 모델을 위해 업계에서 가장 빠르고 정확한 해결 시간을 제공한다.
다중 물리 플랫폼의 부가가치
Ansys는 HFSS 3D Layout의 탁월한 성능, 속도, 깊이 및 폭 외에도 다중 물리 PCB 및 칩 시뮬레이션을 위한 업계 유일의 포괄적인 시뮬레이션 플랫폼도 제공한다. 반도체 개발자 팀은 다중 물리 시뮬레이션을 통해 가상 설계 환경에서 통합 시스템으로 현실 작동 조건 아래의 실리콘 다이, 패키지 및 보드의 성능을 테스트할 뿐만 아니라 많은 설계 단계를 가속화할 수 있다.
전자 공학 엔지니어에게 있어 가장 큰 물리적 문제 중 하나는 많은 구성 요소가 근접하게 쌓여 있기 때문에 열 축척에 대한 자연스러운 경향을 관리하는 것이다. 열 효과를 넘어, 반도체 엔지니어링 팀은 전체 패키지의 구조적 요구 사항과 실제 조건에서의 전자기 신호 및 전력 무결성을 고려해야 한다.
Ansys는 다중 물리 및 다중 스케일 설계를 위해 사용하기 쉽고 즉시 사용할 수 있는 솔루션을 제공하는 개방적이고 확장 가능하며 강력한 플랫폼을 제공한다. Ansys 플랫폼은 다른 개발 도구 및 데이터 소스와 쉽게 통합되어 커뮤니케이션이 부족한 개발 팀을 연결하고 진정한 시스템 수준의 협업을 지원하는 “디지털 스레드”를 생성한다. Ansys 플랫폼은 팀워크를 장려하고 지식 공유를 지원함으로써 글로벌 반도체 리더들이 혁신을 제공하고 처음 한 번의 기회 때 시스템 성공률을 높일 수 있도록 지원한다.
오늘 시장 점유율을 확보하십시오
전세계의 반도체 대기업들이 이미 설계 노력을 가속화하기 위해 Ansys HFSS 3D 레이아웃 및 Ansys 다중 물리 플랫폼을 활용하고 있지만, 많은 중소 제조업체들은 업체는 아직 시스템 수준 모델링의 이점을 발견하지 못했다.
다행히 Ansys는 단일 솔루션 및 전문 지식의 원천으로 작용하여 다른 조직이 새로운 업계 모범 사례로 채택하고 있다. 전 세계적으로 칩의 부족이 증가하고 있는 상황에서 개발 노력을 가속화하고 개선할 수 있는 더 좋은 시기는 없다.
출처 : Ansys Solving Chip Designs at the System Level via HFSS 3D Layout
