VarMan
홈 > 제품 및 워크플로 > AI 기반 설계 > 아날로그 및 커스텀 IC 설계 > VarMan
VarMan: 아날로그, 라이브러리 및 메모리를 위한 통계적 변동 및 수율 분석
몬테카를로 수준의 정확도를 최대 30배 빠르게 확보하여, 실리콘 제작 전에 공정 변동에 따른 회로 동작을 파악하세요.
VarMan의 기능
설계가 일반적인 코너 조건을 통과하더라도 실제 실리콘에서는 목표 수율에 미달할 수 있습니다. 테이프아웃 이후 이를 발견하면 재제작 비용을 부담해야 합니다. VarMan은 아날로그, 라이브러리 및 메모리 설계에 대한 변동 및 수율 분석을 수행하여, 설계를 변경할 수 있을 때 문제를 발견하도록 합니다. 전수 방식의 몬테카를로 분석은 이를 확인하는 데 수백만 또는 수십억 회의 실행이 필요할 수 있습니다. 메모리 비트 셀은 7 시그마 이상까지 검증해야 할 수도 있습니다. VarMan은 머신러닝과 통계적 샘플링으로 시뮬레이션할 가치가 있는 사례를 선택하여 최대 30배 빠르게 결과를 제공합니다.
주요 기능
첨단 노드의 FinFET 및 FDSOI 기술에서 검증된 7가지 분석을 제공합니다.
사용 가능한 분석은 에디션에 따라 다릅니다. VarMan Analog, VarMan Library 또는
VarMan Memory를 선택할 수 있으며, Memory에는 XMA 옵션을 추가할 수 있습니다.
고속 몬테카를로
전체 기존 몬테카를로 실행과 같은 결과를 최대 30배 빠르게 제공합니다. 정확도 목표는 사용자가 설정합니다.
28 nm 벌크 CMOS VCO에서는 요청된 몬테카를로 50,000회 실행을 VarMan 587회 실행으로 대체했습니다.
하이 시그마 분석
성능 한계: 필요한 시그마를 지정하면 해당 수율에서 충족되는 성능 한계를 얻을 수 있습니다. 설계에 고장 영역이 여러 개 있어도 적은 시뮬레이션으로 분석합니다.
수율 추정: 성능 한계를 설정하면 적은 실행 횟수로 4–6 시그마 이상까지 수율을 추정합니다. 각 파라미터 불량을 유발하는 공정 조건도 확인할 수 있습니다.
High Sigma Spread: 한 번의 작업으로 낮은 시그마부터 높은 시그마까지 셀의 수율을 매핑합니다. 전체 분포를 바탕으로 전력, 성능 및 면적 간 절충을 결정할 수 있습니다. 첨단 노드에서 나타나는 비선형, 비가우시안 분포에서도 정확도를 유지합니다.
탐색 및 코너
Variability eXplorer: 사용자가 시뮬레이션 예산을 설정합니다. 3 시그마부터 하이 시그마까지 설계가 한계에 가까워지는 지점을 찾고, 이를 유발하는 코너와 파라미터를 식별합니다.
실제 코너 추출: 가능한 모든 PVT 조합 중 주어진 수율의 달성 여부를 결정하는 소수의 통계적 코너를 찾습니다. 해당 코너만 시뮬레이션하고 나머지는 생략합니다.
민감도
국부 변동성 분석: 적은 실행 횟수로 국부 변동에 가장 크게 영향을 받는 트랜지스터를 보여줍니다. 매우 많은 파라미터도 처리할 수 있습니다. 이러한 트랜지스터가 집중 검토할 지점입니다.
통합
기존 시뮬레이터를 그대로 사용하세요. VarMan은 모든 골든 SPICE 시뮬레이터 및 설계 환경과 연동되며, 타사 또는 자체 개발 트랜지스터 수준 시뮬레이터도 지원합니다. 결과와 파형은 기존에 사용하는 골든 뷰어에서 열 수 있습니다. GUI는 불러오기 후 분석하는 방식을 따르며, 시뮬레이션 관리자가 LSF, SGE, OGE 및 Slurm 클러스터에 작업을 분산합니다.
유틸리티: VarMan Bench는 하나의 배치에서 온도, 하위 회로 및 파라미터 값을 스윕합니다. DK Qualifier는 설계 키트 지원을 담당합니다. Calculator는 시그마 수준을 신뢰구간과 함께 등가 몬테카를로 실행 횟수로 변환합니다.
연동 도구
Viso는 두 시점에서 기생 성분을 검사합니다. 레이아웃이 아직 LVS 검증을 통과하기 전의
초기 추출 단계와 시뮬레이션 전 사인오프 추출 단계입니다.
입력
설계, 모델 세트 및 골든 SPICE 시뮬레이터를 입력합니다. 타사 도구 또는 Silvaco의 SmartSpice를 사용할 수 있습니다.
주요 활용 분야
아날로그 설계
설계 일정 안에 수행할 수 있는 빠른 아날로그 셀 통계 분석.
RF 설계
동일한 고속 몬테카를로 분석을 AMS 및 RF IC에 적용합니다.
표준 셀 및 IO 특성화
3 시그마 공정 코너와 전체 표준 셀 라이브러리의 통계적 검증.
메모리 및 비트 셀 수율
7 시그마를 넘는 비트 셀 수율과 XMA 옵션을 통한 전체 메모리 수율 분석.
데이터시트, 슬라이드 및 발표
데이터시트에서 사양을 확인하고 발표에서 실제 회로의 분석 실행을 살펴보십시오.
고객 발표
2022년 2월
Silicon Creations: Silvaco 도구를 활용한 3 nm부터 350 nm까지의 설계 플로
아날로그 설계 책임자 Chung-Chun Chen이 12개 파운드리에 걸친 IP 공급업체 설계의 포팅을 소개합니다. 시뮬레이션에는 SmartSpice, Silos 및 Variation Manager를 사용합니다.
제품 소개서 · PDF
2022년 2월
VarMan 변동을 고려한 설계 솔루션
7가지 분석과 3가지 에디션을 모두 소개합니다. 적용 예제는 28 nm VCO부터 5.2 및 5.4 시그마에서의 FinFET 및 28 nm 비트 셀까지 포함합니다.
제품 소개서 · PDF
2022년 2월
VarMan for Libraries
28 nm FDSOI 플립플롭과 40개 셀로 구성된 디지털 라이브러리로 보여주는 표준 셀 라이브러리의 통계적 기능 검증.
제품 소개서 · PDF
2022년 2월
VarMan XMA 옵션: 전체 칩 메모리 수율 분석기
8K × 80비트 SRAM 예제를 통해 XMA가 슬라이스 대신 전체 메모리에 대해 몬테카를로 분석을 수행하는 방법을 설명합니다.
백서
2022년 2월
FDSOI 비트 셀 설계를 위한 VarMan 고속 몬테카를로 및 하이 시그마 분석
백서
2022년 2월
변동을 고려한 설계: VarMan 솔루션
백서
2022년 2월
디지털 라이브러리를 위한 VarMan
컨퍼런스 발표
2022년 2월
새롭게 설계된 GUI에서의 VarMan 하이 시그마 성능
VarMan 기업 애플리케이션 엔지니어 Vincent Annezo가 수년간의 고객 피드백을 반영한 새로운 GUI와 알고리즘 변경 사항을 소개합니다.
웨비나
2022년 2월
EDA 특화 분야의 머신러닝: 20년에 걸친 발전
부족하고 잡음이 많은 데이터, 짧은 프로젝트 기간, 첨단 노드에서 증가하는 변동 등 EDA의 제약에 머신러닝을 적용한 방법을 설명합니다. Silvaco 도구를 사례로 사용합니다.
웨비나
2022년 2월
VarMan을 활용한 메모리 통계적 특성화 솔루션
기존 방식의 6 및 7 시그마 메모리 검증에 지나치게 많은 시뮬레이션이 필요한 이유와, 이를 줄이는 VarMan 분석을 소개합니다.
컨퍼런스 발표
2022년 2월
VarMan을 활용한 표준 셀 통계적 특성화
통상적인 시뮬레이션 횟수보다 적은 실행으로 표준 셀 라이브러리의 3 시그마 코너를 찾고 6 시그마 검증을 수행합니다.
웨비나
2022년 2월
VarMan을 활용한 아날로그 설계 통계 분석 플로
아날로그 설계에서 일반적인 몬테카를로 분석의 한계와 VarMan이 아날로그 셀, AMS 및 RF IC 분석을 가속하는 방법을 소개합니다.
웨비나
2022년 2월
첨단 노드 및 저전력 기술을 위한 변동을 고려한 설계
FinFET, FDSOI 및 낮은 Vdd/Vth 공정으로 몬테카를로 분석이 일상화된 이유와 아날로그, 메모리 및 표준 셀을 위한 VarMan 샘플링 기법을 설명합니다.
평가 및 상담
셀, 모델 세트 및 달성해야 할 시그마 수준을 준비하세요. 그런 다음 VarMan에 정통한 엔지니어와
변동 및 수율 분석을 상담하세요.
VarMan 관련 질문
변동을 고려한 설계란 무엇인가요?
변동을 고려한 설계란 일반적인 코너만 확인하는 대신, 실제 실리콘의 공정 변동 전반에서 회로가 사양을 충족하는지 검사하는 것입니다. FinFET, FDSOI, 낮아진 공급 전압 및 문턱전압으로 대규모 몬테카를로 분석이 일상화되었습니다. 전수 방식은 시간과 시뮬레이션 라이선스를 많이 소모하며, VarMan은 두 부담을 모두 줄입니다.
하이 시그마 분석이란 무엇이며 언제 필요한가요?
하이 시그마 분석은 4~6 시그마 이상의 매우 낮은 고장률 수준에서도 설계가 사양을 충족하는지 확인합니다. 동일한 셀이 많이 반복되는 경우에 필요합니다. 메모리 비트 셀은 7 시그마 이상이 요구될 수 있으며, 전수 방식의 몬테카를로로 이 수준에 도달하려면 수십억 회의 시뮬레이션이 필요합니다. VarMan은 제한된 실행 횟수로 해당 수율을 추정합니다.
VarMan은 기존 몬테카를로보다 어떻게 최대 30배 빠른 성능을 제공하나요?
VarMan은 머신러닝을 통계 알고리즘 및 샘플링 전략과 결합합니다. 시뮬레이션을 균등하게 분산하는 대신 실패에 가까운 샘플에 집중합니다. 기존 몬테카를로와 동일한 정확도의 결과를 최대 30배의 시뮬레이션 성능으로 얻습니다.o 시뮬레이션 단계가 필요합니다. TCAD 시뮬레이션 출력을 추가하면 모델이 물리 현상과 팹 데이터를 동시에 학습할 수 있습니다.
VarMan은 어떤 시뮬레이터와 연동되나요?
VarMan은 특정 시뮬레이터나 설계 환경에 종속되지 않습니다. 타사 또는 자체 개발 골든 SPICE 시뮬레이터를 사용하거나 Silvaco의 SmartSpice와 함께 실행하면서 기존 플로를 유지할 수 있습니다. 파형과 결과는 골든 뷰어로 전달되며, 대규모 작업은 LSF, SGE, OGE 또는 Slurm 클러스터에서 실행할 수 있습니다.
실제 코너 추출이란 무엇인가요?
실제 코너 추출은 목표 수율을 달성할 가능성이 가장 높은 통계적 코너의 공정, 전압 및 온도 설정을 식별합니다. 모든 PVT 조합 대신 해당 코너만 시뮬레이션합니다. 90 nm 임베디드 플래시 설계에서는 3 시그마 코너 검증에 필요한 SPICE 실행이 142,000회에서 422회로 줄었습니다.
VarMan과 XMA 옵션의 차이는 무엇인가요?
VarMan은 몬테카를로, 하이 시그마, 코너 및 민감도 분석으로 개별 셀과 회로를 분석합니다. VarMan Memory의 추가 기능인 XMA 옵션은 슬라이스나 임계 경로로부터 외삽하는 대신 전체 메모리의 수율을 분석합니다. 내부적으로 VarMan의 고속 몬테카를로 및 하이 시그마 엔진이 실패를 찾고 수율을 빠르게 추정합니다.
관련 정보
VarMan XMA
VarMan Memory의 옵션으로 제공되는 전체 메모리 수율 분석
Analog and Custom IC
회로도부터 사인오프까지의 전체 플로와 이를 구성하는 9가지 제품