Digital Design Studio 2.1.2:设计旁边的虚拟晶圆厂vFactory与可追溯来源的ALcad模型
Digital Design Studio 2.1.2新增可以实地漫游并进行仿真的虚拟晶圆厂vFactory,与DDS、ALcad并列。ALcad会记录导入模型与制造规则的来源,工艺设计套件选择器也会显示每个套件的来源。
Digital Design Studio 2.1.2.1是2.1.2版的首个公开构建版本。它在DDS和ALcad旁边开启了第三个领域。vFactory是同一个应用中的虚拟半导体晶圆厂:在参考晶圆厂里四处走走,观看生产仿真在厂内运行,深入EUV光刻机内部,并看看DDS中的版图如何变成晶圆。
ALcad现在在导入制造商模型时会记录其来源,并用来源明确的制造规则检查电路板,工艺设计套件选择器也会显示每个套件的来源。下面逐一介绍新功能。
设计旁边的虚拟晶圆厂:vFactory
在产品菜单中选择vFactory,就能像在DDS和ALcad之间切换一样进入晶圆厂。首个画面会打开我们自主构建的参考逻辑晶圆厂:300台设备(其中包括4台EUV光刻机)按实际尺寸分布在洁净室、风机层、下层支持区(subfab)和公用设施层这四个楼层。
设备数量可以在200到400台之间调整;导入完整的晶圆厂模型后,vFactory会自动布置区域、设备排布,以及连接存储柜和装载口的天花板轨道网络。参考晶圆厂是我们自主构建的合成示例,没有照搬任何公司的工厂,其中所有数值都是有文档说明的假设,因此你可以了解晶圆厂的运作方式,而不会把示例误当成真实工厂数据。
参考晶圆厂各工艺区的设备数量
默认布局中的300台设备
最小值 — 扩散: 16 台. 最大值 — 薄膜: 64 台.
| 类别 | 数值 (台) |
|---|---|
| 光刻 | 44 |
| 刻蚀 | 56 |
| 薄膜 | 64 |
| 扩散 | 16 |
| 离子注入 | 16 |
| CMP | 20 |
| 湿法清洗 | 36 |
| 量测 | 48 |
光刻
4台EUV光刻机、16台DUV光刻机和24台涂胶显影设备。
刻蚀
介质刻蚀与导体刻蚀。
薄膜
CVD、PVD和ALD沉积。
扩散
成批处理晶圆批次的扩散与退火炉。
离子注入
离子注入机。
CMP
层与层之间的平坦化。
湿法清洗
批量清洗与单批次清洗。
量测
CD-SEM、套刻与薄膜量测,以及缺陷检测。
走进晶圆厂参观
选择Walk,就会以人眼高度从更衣室出发。用W、A、S、D或方向键移动,按住Shift加速,按E打开附近的门。墙壁、门和设备会像真实建筑一样挡住去路,所以穿过风淋室走向工艺区的路线,感觉就像实地参观,而不是飞行浏览。
其他视图帮助你辨明方位。玩偶屋视图会把四个楼层分开展示,2D地图依然是可编辑的平面图,在小地图上选一个点就能走过去。标签会介绍设备和工艺区,Measure以毫米为单位显示距离和高度差,楼层之间通过楼梯或电梯移动。
参考晶圆厂导览
按下Play tour会替你走完路线,并在每一站停下,让你阅读说明。
更衣与风淋
导览从每次洁净室参观的起点开始,也就是进入工艺区之前。
光刻
在晶圆每一层印上图形的区域。
刻蚀与薄膜
一层又一层去除材料、沉积新薄膜的设备。
扩散与离子注入
决定硅的电学特性的炉管和离子注入机。
CMP与湿法工艺
在下一层之前研磨并清洗表面的步骤。
量测
在各工序之间测量和检查晶圆的设备。
EUV
导览最后来到印出最关键图形的EUV光刻机。
观看晶圆厂仿真的运行过程
场景背后运行着离散事件晶圆厂仿真。把晶圆批次投入参考晶圆厂后,引擎会安排每一道工序,包括派工、批处理、换型准备、故障和维护。每次运行都有随机种子,同样的模型和同样的种子总会得到相同的结果。
运行结束后,可以在3D晶圆厂中回放。你可以暂停、从实时速度加快到最高100,000倍,或直接跳到任意时刻。设备状态、批处理以及设备之间的FOUP移动都完全按照引擎记录的事件重现,设备和批次检查器会把所选时刻的数值与最终结果并排显示。
选择刻蚀设备或检测设备时,会打开一个用公开实测数据(BOSCH等离子刻蚀和SECOM数据集)构建的小模型。每个面板都会注明来源,显示输入和测试指标,并标明这是教学演示。
走进EUV光刻机
晶圆厂中的每台EUV光刻机都可以打开查看。内部视图会显示光从光源到晶圆所经过的路径,并可在NXE、High-NA和Hyper-NA之间切换,扫描动作的时序则来自与计算面板相同的光预算引擎。
EUV计算面板会逐步追踪光预算:光源能量有多少到达中间焦点,经过Mo/Si多层膜反射镜后还剩多少,最终有多少到达晶圆。你可以从可编辑的示例开始,并看到每一项假设都被明确标为假设。
从你的版图到虚拟晶圆
在Cloud中,点击DDS GDS查看器中的Send to vFactory,就能看看版图在300 mm晶圆上可能的结果。vFactory会打开Design to wafer,根据版图尺寸计算晶粒图,把晶圆批次投入参考晶圆厂,并用Poisson、Murphy和聚类良率模型给出良率,每个模型都会显示其缺陷密度假设。生产周期时间来自晶圆厂仿真,结果也可以随项目一起保存。
从版图到晶圆
从DDS中的设计到vFactory良率估算的一条路径。
GDS版图
在DDS中选择版图,其尺寸决定晶粒大小。
晶圆图
vFactory把晶粒排布在300 mm晶圆上,并计入划片道。
投入晶圆厂的批次
晶圆批次投入参考晶圆厂,逐道工序排程。
良率与交期
Poisson、Murphy和聚类良率,以及来自仿真的生产周期时间。
来源可追溯的ALcad模型与规则
现在可以直接从制造商网页导入制造商的SPICE模型。ALcad会原样保存原始文件,记录其来源(网址、文件名、SHA-256哈希、时间和许可证),并告诉你它是普通SPICE、PSpice、LTspice、加密格式还是Verilog-A,让你在基于它搭建电路之前就知道哪些能够运行。在Cloud中导入的模型仅供你本人使用。
在电路板方面,制造DRC会依据来源明确、版本固定的制造商规则集检查版图。这些检查已在一组参考电路板上与KiCad 9的结果进行比对,结果面板也会说明所依据的规则和比对。
Linux桌面应用中的QEDA新增了transmon焊盘、四分之一波长CPW谐振器和馈线的参数化单元。运行DRC后,会针对同一几何形状显示理想CPW的阻抗和谐振频率估算值;修改输入后,旧的估算值会被隐藏,直到你重新运行检查。
显示来源的工艺设计套件
选择工艺设计套件(PDK)时,选择器现在会显示它的来源:发布链接、许可条款、通往制造的途径、上游项目的成熟度,以及Digital Design Studio已验证的范围。无法实际制造的套件会明确标示。可展开的指南介绍了能把设计做成真实芯片的公开多项目晶圆(shuttle)计划。
仿真引擎也会用已知精确解的问题进行检查:SPICE使用分压器以及RC、RL、RLC电路,扩散使用高斯和erf分布,FDTD使用平面波、理想导体、菲涅耳反射和谐振,并测量分辨率提高时误差缩小的速度。
其他变化
只重启应用的更新。 在Windows上,应用内更新现在只会重启Digital Design Studio,而不会要求你重启Windows。
通知一目了然。 仪表板会显示通知气泡,通知列表也更易浏览。
从上次停下的地方继续。 回到窗口时,未保存的编辑内容和之前打开的面板都会保留。
更快进入Cloud。 仪表板和设置窗口现在会在打开时才加载,因此Cloud首个页面下载的代码大幅减少。
14种语言。 vFactory的界面、导览和计算面板与应用的其他部分一样,支持全部14种界面语言。
已知限制。 在搭载Intel Iris Xe显卡的电脑上,每次打开再关闭EUV光刻机的内部视图,共享GPU内存占用就会增加约16.6 MB;每次将3D quality在Medium和Low之间切换,则会增加约32–36 MB。后续版本会修复这个问题。
2.1.2版用一个应用串联起设计与制造:在DDS中设计模块,在ALcad中准备电路和电路板,在vFactory中追踪它变成晶圆的过程。打开vFactory并开始导览,看看你的设计将走向何方。