SURGE オンラインイベント 北米 2023

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SURGE オンラインイベント 北米 2023

北米 · 2023年10月26日（木） · オンラインイベント

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開催概要

2023年10月26日

日付

北米

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 North America 2023は、10月26日に2023年の開催シリーズの幕を開けました。6地域で開催されたイベントの最初に当たり、そのうち1地域を除いてオンラインで開催されました。19の講演のうち3つはSTMicroelectronicsが担当しました。Micron、Tower Semiconductor、Kepler Computing、Arilに加え、CEA-Leti、Ferdinand-Braun-Institut、Purdue、TU Wienも講演者を派遣しました。

SURGEはSilvacoのユーザーイベントです。今回のTCADトラックでは、メモリデバイスに関する4講演と、GaNおよびSiCパワーデバイスに関する3講演という2つのテーマが中心となりました。

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 North America 2023の全19セッションには、Silvacoのサポートサイトからダウンロードできる
録画があります。ダウンロードにはサポートアカウントへのログインが必要です。アカウントをお持ちでない場合は、企業、大学、政府機関のドメインのメールアドレスで
先に登録してください。

全体セッション

開会のご挨拶と紹介

Babak Taheri博士 – CEO兼取締役 – Silvaco, Inc.

2018年10月に最高技術責任者兼製品担当執行副社長としてSilvacoに入社し、2019年8月にCEOに就任しました。2021年9月から11月を除き、以来その職を務め、取締役も兼任しています。それ以前は、アドバイザリー企業Integrated Biosensing TechnologiesのCEO兼社長を務めました。UC Davisで生体医工学の博士号を取得し、同大学の電気工学科諮問委員会の委員長を務めています。

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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、長いアルゴリズムの連鎖が必要です。数値ソルバーもあれば、有効に機能するために使われ続けるヒューリスティックもあります。それぞれに、面積と速度のトレードオフを定める相対コストなど、手作業で調整するパラメータがあります。最近のツールには、フローを繰り返し実行し、PPA結果から勾配を読み取ることで、機械学習が設計固有のパラメータセットを探索するものがあります。現在の研究は、配置と配線においてMLを中核に据えたツールを目指しています。Groeneveld博士がEDAにおけるMLの現状と、今後10年間にもたらし得る変化を概観します。

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Stanfordの電気工学科で講師を務め、Cerebras、Synopsys、Cadence、Magmaでの経歴を持ちます。MagmaのChief TechnologistとしてRTL-to-GDS2合成製品の開発に携わり、Eindhovenでは電気工学の正教授を務めました。Design Automation Conferenceの執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ました。

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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を実現する「デジタルツイン」としてのTCADモデル

Patrick Groeneveld博士

TCADはデバイスの製造方法と動作をモデル化し、新しい半導体技術の導入に不可欠となっています。そのモデルは、製造プロセス自体のデジタルツインとして機能するほど高精度になりました。これにより2つの用途が開かれます。生産前には、技術を仮想的に開発し、物理的な実験を減らし、歩留まりの達成を早めます。生産中には、同じデジタルツインでファブのプロセスを調整し、ばらつきを追跡し、異常を検出します。Camposano博士が、このように機能するTCADの事例を紹介します。

2022年2月からSilvacoのCTOを務めています。1994年から2007年までSynopsysに在籍し、CTOを含む役職を歴任しました。その後、Nimbic、続いてSage Design AutomationをCEOとして率い、それぞれMentor GraphicsとApplied Materialsによる買収まで務めました。StanfordでEDAと機械学習ハードウェアを教えており、1999年からIEEEフェローです。

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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

TCADを統括する幹部による、Silvaco Victory TCADシミュレータの現状報告です。製品自体、新しいデバイスファミリを開発する際にTCADが果たす役割、TCAD開発の今後の方向性を取り上げます。

1995年にフランス子会社Silvaco SAでアプリケーションエンジニアリングなどを担当して以来、Silvacoに在籍しています。2008年にアプリケーション担当副社長となり、2012年11月からSilvacoのTCAD活動を率いています。Grenoble INPで材料科学の修士号と半導体物理学の博士号を取得しました。

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

Salvatore Cascino、STMicroelectronics SiC R&Dエンジニア

スイッチングによってパワーデバイスが異常な過負荷状態に陥ることがあり、用途によっては短絡試験やUIS試験により、デバイスが耐えるべきストレスが規定されています。ミックスドモード回路シミュレーションはこれらの現象を再現します。実験に合わせてパラメータを調整すると、過渡段階の電気熱挙動を予測できます。STMicroelectronicsはSilvaco TCADを使用し、活性領域内の1つの欠陥が短絡時に及ぼす影響を調べました。点状欠陥は、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、曲面状のボディ／ドレイン界面の3か所に配置しました。最後に、欠陥位置に関する感度解析を行いました。

センシングおよびRFデバイスの業務を経て、CataniaのSTMicroelectronics R&Dグループで炭化ケイ素デバイス技術に取り組んでいます。ST以前は、FrascatiのENEAおよびPaduaのRFXプロジェクトで核融合研究を行いました。University of Palermoで物理学の学位を取得しました。

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

p-GaNゲート内のマグネシウムがどの程度活性化されるかによって、ノーマリオフp-GaN/AlGaN/GaN HEMTのオフ状態が左右されます。この研究では、まずTCADでMgドーピングプロファイルをバンド図から比較します。続いて容量–電圧測定により、p-GaNの正味のアクセプタ濃度を明らかにします。マグネシウムを含まないGaNゲートのデバイスを、基準アニールで活性化したデバイス、および活性化を改善した第3のグループと比較します。最後のグループでは、オフ状態とオン状態の両方で複数のパラメータが改善します。

2020年からSTMicroelectronicsのCatania R&D部門でGaNデバイスエンジニアを務め、p-GaNゲートパワーデバイスの開発、キャラクタライゼーション、モデリングを担当しています。Polytechnic University of Turinで電子工学の修士号を取得しました。

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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

20年にわたる研究を経て、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技術として成熟に近づいています。ただし、降伏電圧に対するRDS_ON × Aは、依然として材料の理論限界に達していません。耐圧と分散にはトレードオフがあり、シリコン上のGaNでは縦方向の耐圧が制限されます。FBHは2つの方法でこの課題に取り組んでいます。縦型GaNトランジスタは横型HFETより必要なウェーハ面積が小さく、RDS_ON × Aを1桁低減します。ひずみのないホモエピタキシーによって、1 kVを超える耐圧を持つ厚い低濃度ドープのドリフト層も実現できます。AlNバッファ上の横型HFETでは、大きな伝導帯オフセットによってチャネルを閉じ込め、耐圧を高め、分散を低減します。

FBHの研究室ではSilvacoのシミュレーションを使用し、これらのデバイスを設計し、挙動を予測し、測定結果を解釈しています。本講演では、形状とエピタキシャル層を変化させながら、GaNフィンMISFETのシミュレーションによるコンダクタンスを実験と比較します。アバランシェモデルで設計した縦型デバイスのエッジ終端を示し、AlN/GaN HFETの動的オン抵抗をトラッピングとデトラッピングに関連付けます。

2006年からBerlinのFBHに在籍し、当初は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、2014年以降は縦型GaNトランジスタなどの新しいデバイスに取り組んでいます。1996年にIntel、2004年にTower Semiconductorでフォトリソグラフィの業務を担当してキャリアを始めました。TU Berlinで電気工学の博士号を取得しました。

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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

Kepler Computingが設立された理由と、CMOSを超えるメモリ設計に向けた取り組みを紹介します。Debo Olaosebikanは、チームがSilvaco TCADでこれらの新しいメモリをシミュレーションする方法も示します。

Kepler Computingの共同設立以前に、Gigsterを共同設立し、CTOを務めました。Cornellの物理学博士課程在籍中に、電気駆動シリコンレーザーの実現に向けた同大学の取り組みを率い、IBM Almadenではスピントロニクス研究にも携わりました。San Franciscoを拠点に、スタートアップへの投資と助言を行っています。

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とRRAMはいずれも、ナノスケールでの電子輸送を高精度にシミュレーションする必要があります。François Triozonは、量子輸送シミュレーションの最近の進展と、デバイス最適化への貢献を概観します。NEGF（非平衡グリーン関数）形式による3Dシミュレーションでは、トライゲートCMOSデバイスのアクセス抵抗を特定できます。同じ手法により、チャネルが2D材料の場合のコンタクト抵抗も推定できるようになりました。RRAMではさらに困難です。OxRAMとトンネル接合では、第一原理シミュレーションと量子輸送を結び付けても、デバイス動作の理解にはなお不足があります。

2005年からGrenobleのCEA-Letiで常勤研究員を務め、半古典的手法と量子手法を用いて、第一原理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。研究対象はカーボンナノチューブ、2D材料、シリコンCMOS、GaNパワーデバイス、強誘電体、OxRAMに及びます。2002年にUniversité Grenoble Alpesで博士号を取得しました。

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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候補です。複数の設計で、スピン偏極電流によって論理状態を切り替えます。普及の拡大にはなお技術的な課題があり、その解決にはMRAMセルの実際の動作をモデル化できる柔軟なシミュレーションが必要です。Nils Jørstadが、電荷、スピン、磁化ダイナミクスを連成してシミュレーションする有限要素法の最近の成果を紹介します。

2021年からTU WienのChristian Doppler Laboratory for Nonvolatile Magnetoresistive Memory and Logicで博士課程研究員を務め、MRAMデバイスシミュレーションにスピンおよび磁化ダイナミクスを組み込んでいます。ノルウェーのNTNUで、計算物理学を専門とする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

量子輸送モデリングの研究者は、30年間にわたり理論とプロトタイプコードについて議論してきました。初期の検証デバイスである2D電子ガスと室温共鳴トンネルダイオードは1980年代および1990年代にさかのぼり、現在のトランジスタは当時の重要な寸法と同じ規模まで微細化しています。産業界には現在、数ナノメートルの限界に近いデバイスについて、予測性のある定量的モデルが必要です。Gerhard Klimeckは、原子スケールのタイトバインディング基底を用いる非平衡グリーン関数法が選ばれた理由を説明します。同グループのNEMO5実装はIntelで稼働し、Silvacoは商用版を販売しています。nanoHUBとchipshubを通じて、概念の探索や詳細解析を行うシンプルなアプリとして、各種NEMOが学生と研究者に提供されています。

Purdueの電気・コンピュータ工学部で冠教授職に就いています。また、Purdueの副CIOを務め、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の創設に携わり、単一原子トランジスタを共同発明しました。525本を超える科学論文を発表し、IEEE、APS、IOP、AAASのフェローです。

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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に取って代わるのでしょうか。FETチャネルがわずか数原子層の厚さになると、原子スケールモデルでしかこの問いに答えられません。Blaise博士は、専門的なTCAD環境内で2Dトランジスタの試作を支援するため、Victory Atomisticが量子力学をどのように適用するかを示します。

SilvacoのTCADチームで原子スケールシミュレーションを担当するシニアアプリケーションエンジニアです。それ以前はCEA-Letiで15年間、新しいメモリデバイスとトランジスタを原子レベルでシミュレーションし、IEEE IEDM Modeling and Simulation Committeeの委員を務めました。学術誌論文50本以上、特許5件を保有し、Université Grenoble Alpesで固体物理学の博士号を取得しました。

製品: Victory Atomistic

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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

Dan FitzpatrickがSilvacoのアナログカスタム設計ポートフォリオの新機能を紹介し、Silvaco EDAソリューションの今後の計画を説明します。

アナログカスタム設計と検証から、回路シミュレーション、SPICEモデリング、スタンダードセルのレイアウトとキャラクタライゼーション、IP管理まで、SilvacoのEDAツール開発を率いています。2021年に入社し、IP管理、セルレイアウト、キャラクタライゼーションの製品ラインを統括しました。University of Floridaで電気工学修士号、University of Central FloridaでMBAを取得しました。

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.

Si、GaN、SiCのパワーデバイスには、それぞれSPICEモデリング上の固有の特徴があります。Bogdan Tudorは、これらを表現する方法としてコンパクトモデルとマクロモデルを比較します。パワーFETについては、バイアス依存容量と、動特性に合わせたモデル調整という2つの課題を中心に、最も多くの時間を割いて説明します。最後に、パワーデバイスの寄生素子とモデル精度について、Silvacoのモデリングチームが得た知見を紹介します。

Silvacoのデバイスキャラクタライゼーション責任者として、UtmostとSilvacoのモデリングサービスのチームを率いています。モデル開発とキャラクタライゼーションソフトウェアに20年以上携わっています。

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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の全技術にわたる主要なスタンダードセルライブラリプロバイダーです。最新のライブラリは65nmの先進的なパワーマネジメントプロセスに対応し、高度なキャラクタライゼーションとMTBF計算を含みます。アナログ分野では、TowerがExpert、Gateway、SmartLVS、SmartDRCを使用するSilvaco設計フローで、iPDKとSPICEモデルをサポートし、認定しています。

2001年にTowerに入社し、設計支援とCAD業務を統括しました。Towerのデザインキット開発、世界各地の設計サポート、CADチーム、EDA企業との連携を担当し、DACなどの会議で発表しています。National Semiconductor（現TI）とDSPGを含め、EDAとCADで30年以上の経験を持ちます。

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でも、クラウドのAI/MLアクセラレータでも、効率が最優先です。動的電圧・周波数スケーリングを用い、ロジックとSRAMを共通の電圧で動作させることで、両者の性能を最大限に引き出せます。電圧範囲、速度、信頼性の限界は、多くの場合SRAMマクロによって決まります。先端CMOSプロセスで最適化されたArilのSRAMは、0.45 Vから0.8 V以上の範囲で高速かつ高信頼の動作を目指しています。効率的なマイクロアーキテクチャと調整された物理設計を組み合わせ、計算、グラフィックス、AI/MLのいずれの処理でも、ワット当たりの性能を最大化することを目標としています。

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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.

4 K（−269°C）では、トランジスタの挙動は通常の−55°Cから125°Cの範囲と異なるため、その範囲向けのモデルは適用できません。それでもSilvacoのAnalog and Interface IPチームは、その温度で完全に機能する2 Gbps LVDS I/Oを実現しました。Silvacoのモデリングチームが4 Kのモデルファイルを構築しました。その後IPチームは、Silvaco EDAツールのみを使用してPHYの設計とレイアウトを行い、関連設計データと各種ビューを作成しました。PHYの構成と特長：

  • 送信器、受信器、補助ブロック
  • PVTに依存しない、100 Ω負荷に対する3.5 mAの送信器駆動電流
  • 受信器のPAD+端子とPAD−端子間の100 Ω終端。これもPVTに依存しません
  • 基板、シグナルインテグリティ（SI）、パワーインテグリティ（PI）の要件に対応するプログラマブル等化

Ahmad S. Mazumderは、2019年からエンジニアリングディレクターとしてSilvacoのアナログおよびインターフェースIPの開発と顧客サポートを率いています。それ以前の28年間の大半をIntel、Broadcom、C-Cube Microsystemsで過ごし、DDR、高速SerDes、インターフェース、ESD、信頼性に携わりました。Shaikh A Shamsは、2020年にスタッフエンジニアとして同じIPチームに入社しました。それ以前の22年間はIntel、GlobalFoundries、Dialog Semiconductorで、AMS設計・検証、電圧レギュレータ、インターフェース、高速SerDesに従事しました。

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

Visoは寄生成分そのものを中心に構築されています。抽出されたRCネットワークを直接扱い、配線を迅速に解析して問題箇所を示します。これらのネットワークは回路の挙動を左右し得るため、この機能は重要です。タイミングの推定と、抽出ネットリストの正確な比較も行います。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製品を担当するアナログ設計エンジニアです。

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SURGE North America 2023のテーマ

パワーデバイス

STMicroelectronicsのSiC短絡欠陥とp-GaNゲート活性化、FBHの縦型・横型GaN、パワーFET向けSPICEモデル

ロジックとメモリ

KeplerのCMOSを超えるメモリ、CEA-LetiのRRAM輸送、TU WienのMRAM、Micronのメモリモデリング、Arilの低電圧SRAM

TCAD

Victoryの最新情報、製造デジタルツインとしてのTCADモデル、2DチャネルFETの原子スケールシミュレーション

アナログ・カスタムIC

Expert、Gateway、SmartDRC/LVSを用いたTowerのデザインキットフロー、4 KのLVDS I/O、Visoによる寄生成分解析

関連情報

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2023年11月28日 · 対面イベント

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イベント

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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次回セッション：Utmost IVを用いたTCADデータからのSPICEモデル抽出