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深化DTCO戰(zhàn)略，概倫電子一站式工程服務(wù)深度聯(lián)動設(shè)計與制造
2023-03-20
隨著摩爾定律的不斷發(fā)展，工藝平臺的推進使芯片的設(shè)計、制造風險不斷提高，成本也隨之快速提升。而為了確保最終產(chǎn)品的性能和良率，業(yè)界對EDA提出了更高的要求，其重要性和價值也相應(yīng)不斷提升。
對于生態(tài)建設(shè)而言，EDA不僅僅是軟件，更是集成電路設(shè)計和制造方法學的載體，串聯(lián)起了芯片行業(yè)的上下游，從一開始的芯片構(gòu)思，到中期設(shè)計，再到仿真、驗證、實現(xiàn)，到制造工藝研發(fā)、工藝優(yōu)化、設(shè)計流片，然后提升良率以及后續(xù)封裝測試，都需要借助EDA工具來完成。
可以理解為，EDA在芯片設(shè)計和制造端發(fā)揮的價值，對于產(chǎn)業(yè)的競爭力至關(guān)重要。
近年來，在行業(yè)需求和國產(chǎn)替代的多重因素推動下，國產(chǎn)EDA行業(yè)發(fā)展迅速，誕生了一批優(yōu)秀的國產(chǎn)EDA企業(yè)。以國內(nèi)“EDA第一股”概倫電子為例，通過在行業(yè)多年深耕，概倫電子已經(jīng)打造了業(yè)界領(lǐng)先的EDA解決方案，先后開發(fā)了制造類EDA工具和全定制設(shè)計類EDA工具，可有效支撐7nm/5nm/3nm等先進工藝節(jié)點下的大規(guī)模復(fù)雜集成電路的設(shè)計和制造，幫助晶圓廠在工藝開發(fā)階段評估優(yōu)化工藝平臺的可靠性和良率等特性，建立精確的器件模型、PDK和標準單元庫，并通過快速精準的電路仿真幫助集成電路設(shè)計企業(yè)有效預(yù)測芯片的性能和良率，優(yōu)化電路設(shè)計。
同時，在半導(dǎo)體器件特性測試領(lǐng)域，概倫電子還能提供器件電學性能/可靠性/噪聲測試系統(tǒng)等，進一步滿足晶圓廠和芯片設(shè)計企業(yè)對測試數(shù)據(jù)多維度和高精度的要求。
然而，隨著芯片行業(yè)的蓬勃發(fā)展，芯片量呈幾何倍數(shù)增長，芯片已經(jīng)進入融合時代，一顆芯片上承載的功能越來越多，工藝越來越復(fù)雜，新器件類型層出不窮，眾多驅(qū)動因素推動芯片設(shè)計配套生態(tài)也亟待完善和升級。
面對行業(yè)難題和客戶痛點，概倫電子提供一站式工程服務(wù)解決方案，其中包括IP設(shè)計與開發(fā)服務(wù)，標準單元庫設(shè)計與特征化，SPICE建模與PDK開發(fā)，以及測試結(jié)構(gòu)設(shè)計與晶圓測試服務(wù)等，幫助產(chǎn)業(yè)解決工藝潛力挖掘、工藝遷移、新工藝開發(fā)等的需求，通過DTCO的設(shè)計方法學加快和加深工藝和設(shè)計的聯(lián)動，并以此推動概倫基于DTCO理念的應(yīng)用驅(qū)動的EDA全流程的推廣和落地。
【一站式工程服務(wù)解決方案】
依托先進晶圓測試實驗室和超大規(guī)模EDA計算中心兩大自有平臺，概倫電子打造了一支由業(yè)界專家團隊組成的工程服務(wù)團隊，長期為國內(nèi)外客戶提供一站式工程服務(wù)解決方案，并可根據(jù)客戶具體需求，提供相關(guān)的技術(shù)咨詢、人才培訓(xùn)等服務(wù)，進一步幫助市場和客戶應(yīng)對市場挑戰(zhàn)。
而之所以能夠為客戶提供優(yōu)質(zhì)、高效的服務(wù)，則繞不開概倫電子工程服務(wù)方案的特點和優(yōu)勢。
先進晶圓測試和器件建模服務(wù)
具體來看，在先進晶圓測試和器件建模領(lǐng)域，概倫電子投資近億元建設(shè)了業(yè)界領(lǐng)先的量產(chǎn)級先進測試實驗室，配備各種先進的測試儀器，包括12英寸的半自動和全自動的探針平臺、B1500A、4200A，以及射頻相關(guān)設(shè)備和概倫電子自研的測試儀器，比如FS-Pro半導(dǎo)體參數(shù)測試系統(tǒng)及9812低頻噪聲測試系統(tǒng)等，用于提高測試效率。
據(jù)介紹，該實驗室能為芯片設(shè)計和制造企業(yè)提供大量優(yōu)質(zhì)且全面的測試服務(wù)，例如IV、CV、PIV，以及1/f 噪聲和RTN噪聲等半導(dǎo)體特性測試；HCI、BTI、TDDB等可靠性測試，以及射頻相關(guān)的測試服務(wù)。同時，實驗室還引入了超低溫的探針臺，溫度范圍可低至4K，能夠為用戶提供更多超低溫方面的測試服務(wù)。此外，實驗室還計劃將為用戶提供超高壓測試服務(wù)。
另外，在業(yè)界最關(guān)心的數(shù)據(jù)安全方面，概倫電子實驗室配備有專用的服務(wù)器和存儲系統(tǒng)，提供24小時實時監(jiān)控，對數(shù)據(jù)提供高級別的安全權(quán)限管理，消除用戶對測試數(shù)據(jù)安全的擔憂。
在SPICE建模能力方面，概倫電子擁有十多年國際領(lǐng)先的器件建模行業(yè)經(jīng)驗，能夠支持包括平面工藝以及FinFET工藝在內(nèi)的所有工藝建模服務(wù)，具有業(yè)內(nèi)最全面的器件建模能力和工程經(jīng)驗，并長期為用戶提供包括FinFET先進工藝節(jié)點在內(nèi)的MOS器件模型。除此之外，在無源器件、SRAM、射頻器件、III-V器件、可靠性建模領(lǐng)域也經(jīng)驗豐富。
概倫服務(wù)團隊不僅可以為客戶提供專業(yè)的建模服務(wù)，還能提供從測試結(jié)構(gòu)設(shè)計到數(shù)據(jù)測試、器件建模的完整解決方案。
據(jù)了解，由于不同工藝對測試結(jié)構(gòu)的需求不同，器件測試結(jié)構(gòu)作為整個模型測試的基礎(chǔ)，其完整性和質(zhì)量很大程度上決定了SPICE建模型的質(zhì)量和模型覆蓋全面性。
從上圖能看到，概倫電子的測試結(jié)構(gòu)設(shè)計流程覆蓋了從器件種類和連接方式確定、器件測試結(jié)構(gòu)和尺寸變化Matrix設(shè)計到生成Manual后，再通過自開發(fā)工具實現(xiàn)自動化的到版圖生成，再經(jīng)過DRC和LVS的檢查和修改，最終確定整體測試結(jié)構(gòu)版圖的面積、Floor plan到最后Tapeout的整套開發(fā)流程。
在測試結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，概倫電子擁有豐富的行業(yè)工程經(jīng)驗，支持工藝技術(shù)節(jié)點全面，測試結(jié)構(gòu)類型豐富，已成功向多個客戶交付設(shè)計服務(wù)項目。由于在開發(fā)過程中結(jié)合了其自主開發(fā)的Testkey Layout工具，能實現(xiàn)測試結(jié)構(gòu)版圖的高度自動化，極大提高工作效率，易于批量修改和更新，保證交付質(zhì)量和效率。
綜合來看，概倫電子在晶圓測試和器件模型開發(fā)和測試結(jié)構(gòu)設(shè)計開發(fā)方面擁有諸多優(yōu)勢：
數(shù)據(jù)測試方面：擁有技術(shù)領(lǐng)先的大規(guī)模先進晶圓測試實驗中心；配備專業(yè)的測試軟件和專業(yè)測試服務(wù)團隊；實驗中心成立以來已積累超過數(shù)萬小時的測試服務(wù)項目經(jīng)驗；
器件建模方面：概倫SPICE模型軟件技術(shù)具備行業(yè)核心競爭力和技術(shù)領(lǐng)先性；模型服務(wù)項目經(jīng)驗非常豐富，長期為各大全球領(lǐng)先的芯片制造廠和設(shè)計公司提供服務(wù)；模型服務(wù)團隊技術(shù)背景雄厚，深得客戶信賴。
這些經(jīng)驗和優(yōu)勢確保了概倫電子工程服務(wù)部門能為眾多客戶提供專業(yè)的測試和器件建模服務(wù)，也獲得了國內(nèi)外行業(yè)領(lǐng)先客戶的認可。
全套PDK開發(fā)服務(wù)
隨著國內(nèi)外芯片制造廠的不斷增加，越來越多的客戶在器件測試和建模服務(wù)需求之外，對完整PDK的服務(wù)需求也在增多。概倫電子工程服務(wù)團隊可為客戶提供各種工藝節(jié)點的全套PDK開發(fā)服務(wù)，并已積累了豐富的工程經(jīng)驗。
針對PDK開發(fā)服務(wù)，概倫電子可提供覆蓋PCell、DRC、LVS、PEX等PDK全部組件的開發(fā)服務(wù)；并支持業(yè)界主流的EDA工具和平臺，提供技術(shù)咨詢和培訓(xùn)。PCell開發(fā)是PDK開發(fā)的核心工作，隨著工藝越來越先進，PCell單元庫元器件種類甚至可能達到上百個，PCell復(fù)雜度越來越高，開發(fā)周期變長，容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，對開發(fā)人力和經(jīng)驗都提出了較高要求。
概倫PCell開發(fā)服務(wù)依托自有自動化PDK開發(fā)與驗證工具PCellLab和PQLab工具，能極大的減少對人員經(jīng)驗的依賴，顯著提高效率，成為PDK開發(fā)服務(wù)的強有力保障。據(jù)了解，2022年概倫電子就交付了多個Foundry 的完整PDK服務(wù)項目，大幅提升了開發(fā)效率，降低開發(fā)時間成本。
此外，隨著第三代半導(dǎo)體、汽車電子以及超導(dǎo)量子等新興領(lǐng)域的發(fā)展和興起，概倫電子在新材料和新器件方面也有布局，針對氮化鎵、碳化硅材料器件在高壓、高頻等方面的應(yīng)用需求以及功率器件的電學特性，為客戶提供完整的從測試到建模以及仿真的方案。
客戶定制化IP解決方案
隨著集成電路工藝技術(shù)不斷進步、芯片的性能要求及設(shè)計規(guī)模不斷提升，為有效降低芯片開發(fā)成本、縮短開發(fā)周期、提升產(chǎn)品競爭力，以IP復(fù)用為基礎(chǔ)的SoC設(shè)計成為集成電路行業(yè)的重要發(fā)展方向，半導(dǎo)體IP的重要性不斷提高。
半導(dǎo)體IP作為集成電路設(shè)計行業(yè)的上游，是構(gòu)建芯片底層架構(gòu)的核心要素，具有較高的技術(shù)難度和價值含量，越來越成為芯片設(shè)計中的關(guān)鍵組成部分。
概倫電子在發(fā)展過程中也積極對IP開發(fā)進行布局，目前可為代工廠和設(shè)計公司提供從基礎(chǔ)IP、模擬IP到數(shù)字IP的開發(fā)服務(wù)，包含標準單元庫，GPIO，SRAM compiler，eFUSE compiler, PLL , ADC, LDO, DC-DC，Temp Sensor等各種類型的IP；覆蓋從0.18微米、0.13微米、55納米、40納米到28納米以及7納米FinFET的各個工藝節(jié)點。另外，概倫電子還提供IP library的Re-K，芯片定制ASIC后端設(shè)計、技術(shù)咨詢以及人才培訓(xùn)等服務(wù)。
當前，隨著工藝變得越來越先進，標準單元庫的單元數(shù)量越來越多，設(shè)計中需要用到的PVT corner的數(shù)量也越來越多，建庫和K庫的工作對軟硬件資源是一個巨大挑戰(zhàn)。而概倫電子在標準單元庫建庫和K庫領(lǐng)域具備諸多優(yōu)勢，在硬件方面，概倫電子計算中心擁有10萬核CPU的計算資源；在軟件方面，其擁有自研的標準單元庫K庫軟件NanoCell以及高精度SPICE仿真器NanoSpice；另外概倫還擁有一支專業(yè)的標準單元庫開發(fā)團隊，依托上述人力、近乎不受限制的軟硬件資源，概倫工程服務(wù)團隊可以用更短的周期向客戶交付高質(zhì)量的標準單元庫開發(fā)和K庫項目。
除了IP開發(fā)服務(wù)，概倫電子也能夠根據(jù)客戶的需求提供從芯片定義、設(shè)計到流片測試的一站式芯片定制服務(wù)。該服務(wù)覆蓋的應(yīng)用范圍包含電源管理、功率、通信、傳感、自動控制等類別芯片，同時還能為客戶提供完善的中后端設(shè)計定制服務(wù)，助力客戶開發(fā)優(yōu)秀的芯片產(chǎn)品。
綜合上述內(nèi)容可見，概倫電子工程服務(wù)為行業(yè)客戶提供的一站式“交鑰匙”工程服務(wù)擁有諸多優(yōu)勢：
擁有自己的EDA工具和產(chǎn)品，在技術(shù)上處于領(lǐng)先水平；
全面的解決方案，工程服務(wù)覆蓋從SPICE測試結(jié)構(gòu)設(shè)計、Layout、數(shù)據(jù)測試到模型提取、PDK及IP開發(fā)的全面解決方案。產(chǎn)品覆蓋版圖軟件、測試軟件、測試硬件、建模軟件、仿真軟件和建模、設(shè)計方法等；
工程服務(wù)歷史悠久，至今已為領(lǐng)先的Foundry和設(shè)計公司提供工程服務(wù)超過10年，經(jīng)過眾多頂尖客戶驗證和廣泛采用，以專業(yè)的技術(shù)深受客戶的信賴和贊賞；
工程服務(wù)經(jīng)驗豐富，概倫電子為客戶提供了上百個不同工藝平臺的工程服務(wù)項目，完成數(shù)千個器件模型、PDK以及IP的開發(fā)工作，積累了豐富的工程實踐經(jīng)驗，完善了工程項目的管理流程。
也正因為這些優(yōu)勢，有力地保障了概倫電子可以持續(xù)不斷地為客戶提供業(yè)界領(lǐng)先的專業(yè)工程服務(wù)。
截至目前，基于概倫電子一站式工程服務(wù)解決方案的領(lǐng)先性、專業(yè)性等特點，連續(xù)多年為科研機構(gòu)、集成電路設(shè)計公司、代工廠和IDM廠商提供專業(yè)優(yōu)質(zhì)的工程服務(wù)，并保證項目的高質(zhì)量和高效率交付。
【打造DTCO理念的EDA生態(tài)】
能夠看到，作為一家EDA公司，一方面概倫電子可以利用自研的EDA工具為工程服務(wù)提供技術(shù)支撐、提高服務(wù)效率和質(zhì)量，另一方面在工程服務(wù)中持續(xù)積淀的開發(fā)流程和設(shè)計方法學又可以反饋到EDA工具和產(chǎn)品的開發(fā)中，從而形成一個良性的循環(huán)。
同時，概倫電子的工程服務(wù)業(yè)務(wù)還能充分發(fā)揮其對公司EDA軟件產(chǎn)品的引流效能，有效拓寬了公司EDA軟件產(chǎn)品的銷售渠道，加快了公司EDA軟件產(chǎn)品的客戶推進和導(dǎo)入進展。
通過EDA工具與設(shè)計支持工程服務(wù)聯(lián)動，概倫電子打通了設(shè)計和制造工藝的閉環(huán)流程，推動集成電路設(shè)計、制造和多方位工程服務(wù)的深度聯(lián)動。
環(huán)顧當今全球EDA產(chǎn)業(yè)發(fā)展進程，除了技術(shù)創(chuàng)新和突破之外，作為一種推動集成電路設(shè)計與制造領(lǐng)域的深度和高效聯(lián)動的方法學，DTCO成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的重點。
在全球范圍內(nèi)，DTCO方法學得到了領(lǐng)先EDA公司的認可，Synopsys、Cadence等EDA巨頭與其關(guān)鍵合作伙伴在部分應(yīng)用領(lǐng)域進行了嘗試，也推出了基于DTCO方法學的EDA流程和解決方案?？梢?，構(gòu)筑全流程EDA工具，打造聯(lián)動制造與設(shè)計的EDA產(chǎn)品生態(tài)是必然選擇。
概倫電子深知工藝與設(shè)計聯(lián)動的重要性和價值所在，自成立之初，概倫電子便以“提升集成電路設(shè)計和制造競爭力的良率導(dǎo)向設(shè)計”理念為指導(dǎo)進行前瞻性的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品布局，并經(jīng)過多年積累進一步演進成為新的“設(shè)計-工藝協(xié)同優(yōu)化（DTCO）”方法學。
十余年來，概倫電子一直循著DTCO流程聯(lián)動和加速去拓展產(chǎn)品線鏈條，以用戶需求和提升市場競爭力為導(dǎo)向，持續(xù)進行技術(shù)開拓創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā)升級，快速地向制造端EDA全流程和設(shè)計定制全流程的目標邁進，其創(chuàng)新的EDA方法學、專業(yè)的產(chǎn)品和服務(wù)價值得到了行業(yè)的高度認可，已成功打入多家國際領(lǐng)先的集成電路設(shè)計及制造企業(yè)。
而半導(dǎo)體工程服務(wù)，則是概倫電子利用自有的EDA工具和測試設(shè)備，基于自身在建模建庫領(lǐng)域多年積累的經(jīng)驗和能力，為客戶提供半導(dǎo)體器件特性測試、器件建模、PDK、標準單元庫和IP等專業(yè)服務(wù)。該服務(wù)與其他各類產(chǎn)品相互配合，可組成更為完善、附加值更高的解決方案，亦可促進客戶對其他產(chǎn)品更為高效的使用，從而為概倫電子EDA解決方案的推廣和落地奠定了堅實的基礎(chǔ)。
綜合來看，概倫電子在具備高價值的落地場景和應(yīng)用需求的前提下，用相對較短的時間、較少的人員規(guī)模和投入，打造了全新的設(shè)計方法學和流程，逐漸形成具有技術(shù)競爭力的EDA工具和工程服務(wù)，并在國際主流市場獲得產(chǎn)品驗證機會，在多環(huán)節(jié)和維度上實現(xiàn)了對國際EDA巨頭全流程壟斷的突破。
【助力國產(chǎn)半導(dǎo)體行業(yè)新繁榮】
EDA行業(yè)作為集成電路行業(yè)的重要支撐，處在集成電路行業(yè)的最前端。隨著集成電路行業(yè)的技術(shù)迭代，對EDA工具的重視程度與日俱增，依賴性也隨之增強。同時，眾多新興應(yīng)用場景的不斷出現(xiàn)和系統(tǒng)復(fù)雜性的提升也對EDA工具產(chǎn)生了新的需求。
中國作為全球規(guī)模最大、增速最快的集成電路市場，國產(chǎn)EDA有著巨大的發(fā)展空間和市場潛力。近年來，隨著國際貿(mào)易摩擦影響，國家和市場對國產(chǎn)EDA行業(yè)的重視程度不斷增加，上下游協(xié)同顯著增強，國內(nèi)EDA企業(yè)在產(chǎn)業(yè)政策、產(chǎn)業(yè)環(huán)境、投資支持、行業(yè)需求、人才回流等各方面利好影響下逐漸興起。
在當前行業(yè)環(huán)境和發(fā)展趨勢下，概倫電子的全面布局和快速發(fā)展給國產(chǎn)EDA行業(yè)注入了一劑強心劑。
在廣闊市場需求和技術(shù)演進的推動下，概倫電子未來將持續(xù)擴充與完善研發(fā)團隊，優(yōu)化資源配置，圍繞工藝與設(shè)計協(xié)同優(yōu)化進行技術(shù)和產(chǎn)品的戰(zhàn)略布局，致力于以目前擁有的核心EDA技術(shù)為基礎(chǔ)，提供專業(yè)高效的EDA流程和工具支撐，以及半導(dǎo)體器件特性測試和一站式工程服務(wù)方案等多方位服務(wù)，提高集成電路行業(yè)的整體技術(shù)水平和市場價值。
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