SURGE オンラインイベント EMEA 2023

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SURGE オンラインイベント EMEA 2023

EMEA · 2023年11月21日（火） · オンラインイベント

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開催概要

2023年11月21日

日付

EMEA

地域

オンライン

開催形式

19

3つのトラックのセッション

このイベントについて

SURGE EMEA 2023は、2023年11月21日（火）にオンラインで開催され、1日にわたり講演が行われました。

SURGEはSilvacoが毎年開催するユーザーイベントで、エンジニアや研究者がTCAD、EDA、IPツールを用いた開発成果を紹介します。今回の19講演のうち7講演をSilvacoが担当し、残る12講演は産業界と研究機関が担当しました。STMicroelectronicsから3名が登壇したほか、Micron、Tower Semiconductor、Kepler Computing、Arilが参加しました。研究機関からはCEA-Leti、TU Wien、Purdue University、Ferdinand-Braun-Institutが成果を紹介しました。テーマはEDAにおける機械学習から、SiCの短絡、MRAMセル、4 Kで動作するLVDS I/Oまで多岐にわたりました。

トラック

  • 全体セッション
  • TCADトラック
  • EDA・IPトラック

アジェンダ

SURGE EMEA 2023の各講演の録画は、
Silvacoのサポートサイトからダウンロードできます。事前にサインインするか、
企業、教育・研究機関、政府機関のメールアドレスでアクセスを申請してください。

全体セッション

開会のご挨拶と紹介

Babak Taheri博士、Silvaco, Inc. CEO兼取締役

2021年後半の短期間を除き、2019年8月からSilvacoの最高経営責任者および取締役を務めています。2018年10月に最高技術責任者兼製品担当エグゼクティブ・バイスプレジデントとして入社しました。それ以前は、アドバイザリー会社Integrated Biosensing TechnologiesのCEOを務めていました。また、生体医工学の博士号を取得したUC Davisで、電気工学科の諮問委員会の委員長も務めています。

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機械学習：EDAの新たな革命

Patrick Groeneveld博士

機能記述からマスクパターンに至るまでには、一連の多数のアルゴリズムが必要です。数値ソルバーもあれば、実績があるために使われ続けているヒューリスティックもあります。どのアルゴリズムにも、面積と速度のトレードオフを調整する相対コストなど、エンジニアが手動で調整するパラメータがあります。最近の一部のツールは、この調整を機械学習に任せています。フローを何度も実行し、PPAデータから勾配を読み取ることで、対象の設計に適したパラメータ群へと収束させます。研究はさらに進み、配置や配線などを含む全体をMLで駆動するEDAツールを目指しています。Groeneveld博士が、EDAフローにおけるMLの現状と、今後10年間にもたらすと考えられる変化を説明します。

Magma、Cadence、Synopsys、Cerebrasでの経歴を持ちます。Magma Design Automationのチーフテクノロジストとして、RTL-to-GDS2合成製品の開発チームに参加しました。Eindhovenで電気工学の正教授を務め、現在はStanfordの電気工学科で講義を行っています。また、Design Automation Conferenceの実行委員会で財務委員長を務めています。Delft University of Technologyで修士号と博士号を取得しています。

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半導体製造プロセスのシミュレーションと最適化に向けた「デジタルツイン」としてのTCADモデル

Raul Camposano、Silvaco, Inc. CTO

TCADは、デバイスの製造方法と製造後の挙動をすでにモデル化しており、新しい半導体技術がTCADなしで量産に至ることはほとんどありません。現在の精度は、製造プロセスをシミュレーションし最適化するデジタルツインという、より大きな役割を支えられる水準にあります。生産前には、物理的な実験を減らし、歩留まり確保までの期間を短縮しながら、仮想環境で技術を開発できます。ファブ内では、プロセスの改善、ばらつきの監視、異常の検知に活用できます。Camposano博士が、その役割を果たすTCADモデルの事例とともに、この考え方を説明します。

2022年2月からSilvacoのCTOを務めています。Synopsysに13年間在籍し、後半はCTOを務めました。その後、2社のCEOを歴任しました。1社目のEDAクラウド企業Nimbicは2014年にMentor Graphicsが、2社目のSage Design Automationは2020年にApplied Materialsが買収しました。半導体インキュベーターSilicon Catalystのパートナーであり、StanfordでEDAと機械学習ハードウェアの講義を行っています。Karlsruhe Institute of Technologyでコンピュータサイエンスの博士号を取得。1999年からIEEE Fellowです。

 
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TCADトラック

TCADシミュレーションの最新動向

Eric Guichard博士、Silvaco, Inc. シニア・バイスプレジデント兼TCAD事業部ゼネラルマネージャー

SilvacoのVictory TCADツール全般の最新情報と、新しいデバイスの開発においてTCADが果たす役割を紹介します。Guichard博士は最後に、TCAD開発の計画を説明します。

アプリケーション担当バイスプレジデントを4年間務めた後、2012年11月からSilvacoのTCAD事業を率いています。Silvacoでのキャリアは1995年9月、当時Silvaco Data Systemsという名称だったSilvaco SAで始まり、初期にはアプリケーション・エンジニアリングなどを担当しました。Institut Polytechnique de Grenobleで材料科学の修士号と半導体物理学の博士号を取得しています。

製品: TCAD

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表面の点状欠陥が短絡現象に及ぼす影響

Eric Guichard博士、Silvaco, Inc. シニア・バイスプレジデント兼TCAD事業部ゼネラルマネージャー

スイッチング動作中のパワーデバイスは、過負荷状態になる場合があります。一部のアプリケーションでは、堅牢性の限界を仕様に定め、短絡試験やUIS試験で確認します。ミックスモード回路シミュレーションはこれらの事象を再現し、実験結果に合わせてパラメータを調整すると、動的な過程の電気熱挙動を予測できます。本研究では、Silvaco TCADを用いてSiCデバイスの活性領域に1つの点状欠陥を設け、短絡現象の進展を観察します。欠陥を、平坦なボディ/ドレイン界面、チャネルに沿ったSiC/酸化膜界面、湾曲したボディ/ドレイン界面の3か所に順に配置し、その後、位置に対する感度を検証します。

University of Palermoで物理学を専攻し、ENEAのFrascatiにおけるFTUプロジェクトとPaduaにおけるRFXプロジェクトで核融合研究を始めました。その後、センシングおよびRFデバイスに取り組み、現在はCataniaのSTMicroelectronicsの研究開発（R&D）グループで炭化ケイ素デバイス技術を開発しています。

製品: TCAD

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パワーアプリケーション向けノーマリーオフ型p-GaN HEMTsにおけるMg活性化のピンチオフ電圧への影響に関する研究

Giovanni Giorgino、STMicroelectronics ADG R&D Power & Discretes部門 GaNデバイスエンジニア

SilvacoのVictory TCADツール全般の最新情報と、新しいデバイスの開発においてTCADが果たす役割を紹介します。Guichard博士は最後に、TCAD開発の計画を説明します。

2020年からCataniaにあるSTMicroelectronicsの研究開発（R&D）部門でGaNデバイスエンジニアを務めています。同年、Polytechnic University of Turinで電子工学の修士号を取得しました。p-GaNゲート・パワーデバイスの開発、特性評価、モデリングに取り組んでいます。

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GaNベースのパワーデバイスの設計・開発を支援するSilvacoシミュレーションツール

Eldad Bahat-Treidel博士、Ferdinand-Braun-Institut シニアサイエンティスト

横型GaNパワーデバイスは、650 Vクラスまでのスイッチング用途で商用化の成熟段階に近づいています。ただし、降伏電圧に対するRDS_ON × Aは、まだ材料の理論限界に達していません。この差の一因は耐圧と分散のトレードオフであり、もう一因はシリコン上GaNの縦方向耐圧の制約です。この差を縮めるため、2つのデバイス開発アプローチが進められています。

  • 縦型GaNトランジスタは、横型HFETよりウェーハ面積を節約でき、RDS_ON × Aを10分の1の1.0 mΩ·cm²に低減します。また、ひずみのないホモエピタキシーにより、低いバックグラウンドドーピング濃度の厚いドリフト層を形成でき、1 kVを超える耐圧を実現します。
  • 意図的にドープしていないAlNバッファ上の横型HFETは、バッファ界面の大きな伝導帯オフセットによりGaNチャネルを閉じ込めます。その結果、耐圧が向上し、分散が低減します。

FBHは物理ベースのシミュレーションを用いて両方を開発しており、Bahat-Treidel博士がSilvacoツールの役割を紹介します。

  • FBHはGaNフィンMISFETのコンダクタンスをシミュレーションし、測定結果と照合するとともに、形状やエピタキシャル層による変化を予測します。
  • 縦型デバイスでは、アバランシェモデルを用いてエッジ終端を設計し、結果を実験および理論と比較します。
  • AlN/GaN横型HFETでは、エピタキシャル積層構造に適合させたアバランシェモデルと、トラッピング・デトラッピングのシミュレーションにより、特異な動的オン抵抗を説明します。
2006年にBerlinのFerdinand-Braun-Institutに入所し、高電圧パワーエレクトロニクス向けGaNスイッチングトランジスタの開発に取り組みました。2014年からは、縦型GaNトランジスタなどの新しいデバイス形式に注力しています。FBH以前はフォトリソグラフィ分野で、1996年からIntel、2004年からTower Semiconductorに勤務しました。TU Berlinで電気工学の博士号を取得しています。

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CMOSを超えるメモリ技術

Debo Olaosebikan博士、Kepler Computing 共同創業者兼CEO

Debo Olaosebikanが、Kepler Computingの設立の背景と、メモリを最優先としてCMOSを超える設計を実用化する取り組みを紹介します。KeplerはSilvaco TCADを用いて、これらの新しいメモリをシミュレーションしています。

San Franciscoを拠点とする物理学者・エンジニアであり、Kepler以前はGigsterを共同創業し、CTOを務めました。Cornellの物理学博士課程在籍中は、電気駆動シリコンレーザーの開発で同大学の主任研究者を務めました。IBM Almadenでスピントロニクス研究を行い、2011年にはFuture Africa AwardsのBest Use of Science賞を受賞しました。

製品: TCAD

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CMOSおよびRRAMアプリケーションに向けたナノスケール輸送

François Triozon、CEA-Leti 研究員

先端CMOSデバイスとRRAMのどちらも、ナノスケールの電子輸送を正確にシミュレーションする必要があります。François Triozonが量子輸送シミュレーションの近年の成果と、デバイス最適化への貢献を紹介します。トライゲートCMOSでは、非平衡グリーン関数（NEGF）の形式に基づく3次元シミュレーションにより、アクセス抵抗を正確に定量化できます。同じ手法は現在、2D材料をチャネルとするトランジスタのコンタクト抵抗の評価にも用いられています。OxRAM型およびトンネル接合型のRRAMはさらに難しく、第一原理シミュレーションと量子輸送を連携させても、デバイス動作の一部には未解明の点が残ります。

Université Grenoble Alpesで博士号を取得した3年後の2005年から、GrenobleのCEA-Letiで常勤研究員を務めています。半古典的手法と量子論的手法を用いて、第一原理による原子スケールからデバイス全体まで、ナノデバイスの電子輸送をシミュレーションしています。研究対象はOxRAM、強誘電体、GaNパワーデバイス、シリコンCMOS、2D材料、カーボンナノチューブに及びます。

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スピントロニクス磁気抵抗メモリの数値シミュレーション

Nils Jørstad、TU Wien 博士課程研究員

MRAMは高速で耐久性が高く、不揮発性であるため、電荷ベースのメモリを置き換える有力な候補です。いくつかの設計では、スピン偏極電流で論理状態を切り替えます。広範な普及には依然として工学的課題があるため、動作中のMRAMセルを柔軟にモデル化できるシミュレーションソフトウェアへの需要があります。Nils Jørstadが、セルの電荷、スピン、磁化のダイナミクスをシミュレーションする有限要素法アプローチの最新結果を紹介します。

2021年からTU WienのInstitute for MicroelectronicsにあるChristian Doppler Laboratory for Nonvolatile Magnetoresistive Memory and Logicで博士課程研究員を務めています。博士研究では、磁気抵抗メモリデバイスのシミュレーションにスピンと磁化のダイナミクスを組み込んでいます。以前はノルウェーのNTNUで計算物理学を専門とし、物理学の修士号を取得しました。

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メモリ技術の開発・製造に向けた先進的なモデリングソリューション

Sumeet Pandey、Micron Technology 卓越技術スタッフ

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量子輸送ツール開発の25年間の成果と世界への影響

Gerhard Klimeck、Purdue University 副CIO兼学術研究担当アソシエイト・バイスプレジデント

量子輸送のモデリング研究者は、30年間にわたり理論的アプローチや試作コードについて議論してきました。1980年代と1990年代の試験デバイスは、2D電子ガスと室温共鳴トンネルダイオードでした。今日のトランジスタは、これらの初期構造に匹敵する寸法と挙動に達しています。そのため業界では、微細化の最後の数ナノメートルまで定量的に予測できるデバイスモデルが必要とされています。Gerhard Klimeckが、原子論的タイトバインディング基底を用いるNEGFが選ばれた理由と、同氏のグループのNEMO5が広く採用される実装となった経緯を説明します。現在はIntelが使用し、Silvacoが商用化しています。NEMOの各種バージョンは、nanoHUBやchipshub上でも簡単なアプリとして動作します。学生や研究者は、それらを使って概念を探究し、詳細な解析を行っています。

Purdue Universityで電気・コンピュータ工学の冠教授職を務めています。また、副CIOおよび学術IT担当アソシエイト・バイスプレジデントを兼任し、Network for Computational Nanotechnologyを率いています。年間200万人以上が利用するnanoHUB.orgの創設に貢献しました。単原子トランジスタの共同発明者であり、525本を超える論文を執筆しています。IEEE、APS、IOP、AAASのフェローです。Intelは2015年から同氏のNEMO5ソフトウェアでトランジスタを設計しています。

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原子レベルの精度による2D-TMDsチャネルFETのシミュレーション

Phillipe Blaise博士、Silvaco, Inc.

2Dチャネルを持つトランジスタは、シリコンを置き換えられるでしょうか。チャネルの厚さがわずか数原子層になると、その問いに答えるには原子論的シミュレーションしかないと考えられます。Blaise博士は、量子力学に基づいて回答するVictory Atomisticに、この問いを投げかけます。そして、専門的なTCAD環境で2Dトランジスタの試作設計を支援する方法を紹介します。

SURGE North America 2025の全20講演の録画 a

SilvacoのTCAD部門で、原子論的シミュレーション担当シニア・アプリケーション・エンジニアとして3年間勤務しています。それ以前はCEA-Letiで15年間、新しいメモリデバイスやトランジスタを原子単位でシミュレーションしていました。IEEE IEDMのModeling and Simulation Committeeの委員を務めた経験があり、50本以上の学術誌論文を共同執筆し、5件の特許に発明者として名を連ねています。ENSIMAGで応用数学の修士号、Université Grenoble Alpesで固体物理学の博士号を取得しています。

 

講演はSilvacoのサポートサイトに掲載されています。視聴するには、
同サイトにサインインするか、勤務先、大学、政府機関のメールアドレスを使って簡単なフォームにご記入ください。

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EDA・IPトラック

アナログ・カスタム設計とIPの最新動向

Dan Fitzpatrick、Silvaco, Inc. バイスプレジデント兼EDA事業部ゼネラルマネージャー

SilvacoのEDA事業を率いるDan Fitzpatrickが、アナログ・カスタム設計ツールの新機能を紹介します。続いて、今後登場するEDA製品を展望します。

SilvacoのすべてのEDAツールの開発を統括しています。対象は回路シミュレーションとSPICEモデリングからアナログ・カスタム設計と検証までに及び、標準セルのレイアウト、特性評価、SIP管理も含まれます。2021年に入社し、SIP管理と標準セルの製品ラインを率いています。それ以前は、スタートアップからFortune 500企業まで、さまざまな企業でソフトウェア開発と製品管理を担当しました。University of Floridaで電気工学の修士号、University of Central FloridaでMBAを取得しています。

製品: アナログ・カスタムIC

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SPICE向けパワーデバイスモデリング

Bogdan Tudor、Silvaco, Inc.

シリコン、GaN、SiCには、それぞれパワーデバイスとしての長所と特有の性質があり、SPICEモデルはそれらを反映する必要があります。Bogdan Tudorが、コンパクトモデルとマクロモデルによる対応方法を比較します。セッションの大半ではパワーFETを取り上げ、バイアス依存の容量の扱い方と、動的挙動に合わせたモデル調整方法を説明します。最後に、寄生素子やモデル精度など、パワーデバイスに固有の課題を紹介します。

Silvacoのデバイス特性評価責任者として、Utmostチームとモデリングサービスチームを統括しています。モデリングおよび特性評価ソフトウェアの分野で20年以上の経験を有しています。

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設計キットと標準セルライブラリの開発・品質保証におけるSilvacoとTowerの協業

Ofer Tamir、Tower Semiconductor CAD・設計支援・サポート担当マネージングディレクター

Silvacoは、Tower Semiconductorのすべての技術にわたり、標準セルライブラリの主要サプライヤーです。最新のライブラリ群はTowerの65nm先進パワーマネジメントプロセスを対象とし、詳細な特性評価とMTBF性能の計算が行われています。協力は双方向に進められています。Towerは、ExpertとGatewayからSmartDRC、SmartLVSまで、Silvacoのアナログ設計フロー上でiPDKとSPICEモデルをサポートし、適格性を確認しています。

2001年に設計支援・CAD担当ディレクターとしてTowerに入社しました。Towerの設計キット開発、および世界各地の設計サポート・CADチームを率いています。また、EDA関連の対外関係を担当し、DACなどのカンファレンスに参加しています。DSPG、National Semiconductor（現TI）、Towerで、EDAとCADの分野に30年以上携わっています。

製品: Expert, Gateway, SmartDRC/LVS, Standard Cell

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高効率コンピューティングに向けた高速・高信頼・低電圧SRAM

Sinan Doluca、Aril, Inc. 技術担当バイスプレジデント

バッテリー駆動デバイスとクラウドのAI/MLアクセラレータが求めるものは同じです。それは、1ワット当たりにより多くの処理を行うことです。ロジックとSRAMを単一電源で動作させ、電圧と周波数を連動してスケーリングすることで、両者の能力を最大限に引き出せます。ただし、SRAMマクロの電圧範囲、速度、信頼性が制約となります。Sinan Dolucaが紹介するSRAM技術は先進CMOSプロセスに基づき、0.45 Vから0.8 V、さらにそれ以上の範囲で高速かつ高信頼の動作を目指します。無駄を抑えたマイクロアーキテクチャと入念な物理設計を組み合わせることで、コンピューティング、グラフィックス、AI/MLエンジンの電力当たりの性能を高めます。

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Silvacoアナログ・カスタム設計プラットフォームを用いた極低温アプリケーション向け高性能I/O設計

Ahmad S. Mazumder / Shaikh Shams、Silvaco, Inc.

Silvacoのアナログ・インターフェースIPチームは、4 K（−269°C）で動作する完全に機能する2 Gbps LVDS I/Oを設計し、提供しました。この温度では、デバイスの特性は、エンジニアが標準的な−55°Cから125°Cの範囲で把握しているものと異なります。そのため、モデリングチームがまず4 K向けのモデルファイルを作成しました。続いてIPチームが、SilvacoのEDAツールを用いてI/Oの設計、レイアウト、関連資料および各種ビューの作成を行いました。

LVDS PHYは、送信器、受信器、付加ブロックを組み合わせ、PVTに依存しない性能を実現しています。送信器は100 Ωの負荷に3.5 mAを流し、基板、シグナルインテグリティ、パワーインテグリティの要件に対応するプログラマブル・イコライゼーションを備えています。受信器はPAD+端子とPAD−端子の間に、PVTに依存しない100 Ωの終端を備えています。

2019年にSilvacoのIP部門に入社し、エンジニアリングディレクターとしてアナログ・インターフェースコア全般の開発と顧客サポートを率いています。それ以前は、Intel、Broadcom、C-Cube MicrosystemsなどのSoC企業で28年間勤務しました。DDR、高速SerDes、インターフェース、ESD、品質・信頼性などを担当しました。City University of New YorkでVLSI半導体設計の修士号、Bangladesh University of Engineering and Technologyで電気電子工学の学士号を取得しています。

2020年からSilvacoのスタッフエンジニアとして、同社のアナログ・インターフェースコアを開発しています。それ以前の22年間はIntel、GlobalFoundries、Dialog Semiconductorに勤務し、電圧レギュレータ、高速SerDes、インターフェース、AMS設計・検証に取り組みました。University of Arizonaで電気・コンピュータ工学の修士号を取得しています。

製品: アナログ・カスタムIC

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Visoによる高度な寄生素子解析のデモンストレーション

Ayoub HAGROU、STMicroelectronics アナログ設計エンジニア

寄生RCネットワークは回路の挙動を変えることがあり、Visoはその電気的特性を高速に解析します。配線自体を解析するため、原因となるネットまで問題を絞り込めます。インターフェース上で問題のある寄生素子を示し、タイミングを推定し、抽出ネットリストを正確に比較します。デモでは実際の回路設計を使用します。

STMicroelectronicsのMDG部門で、STM32汎用マイクロコントローラ向けのアナログ回路を設計しています。

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SURGE EMEA 2023のテーマ

パワーデバイス

SiCの短絡に関わる欠陥、p-GaNの活性化、FBHのGaNデバイス設計、パワーFETのSPICEモデル

ロジックとメモリ

Victoryの最新情報、製造のデジタルツインとしてのTCADモデル、KeplerのCMOSを超えるメモリ

TCAD

MRAM、RRAM、Micronのメモリモデリング、Arilの低電圧SRAM

アナログ・カスタムIC

設計ツールの最新情報、Towerのフロー適格性評価、4 KのLVDS I/O、Visoによる寄生素子解析

関連情報

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今後の参加予定には、2026年11月17日に開催されるTower SemiconductorのTGS USAシンポジウムなどがあります

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