Utmost IV
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Utmost IV: 소자 모델링 및 SPICE 모델 추출
Utmost IV는 벤치에서 측정하거나 TCAD로 시뮬레이션한 소자 데이터로 회로 팀이 시뮬레이션에 사용하는 콤팩트 모델을 생성합니다.
Utmost IV의 기능
Utmost IV는 소자 특성을 측정하거나 시뮬레이션하고 BSIM-CMG와 BSIM4부터 HiSIM 및 PSP까지 회로 설계자와 PDK에 필요한 SPICE 콤팩트 모델을 추출합니다. 사전 구성된 템플릿에서 각 모델을 피팅하고 설계 키트에 포함하기 전에 공정 코너 전반에서 결과를 확인합니다. TCAD 작업과 회로 팀의 시뮬레이션을 연결하는 소자 모델링 단계입니다.
소자 모델링 기능
데이터 수집
고속 데이터 수집 엔진이 측정을 실행하므로 수동으로 스윕을 설정하는 대신 스크립트로 특성화할 수 있습니다. 드라이버는 개방형 아키텍처입니다. Silvaco가 제공하는 드라이버를 수정하거나 벤치의 계측기에 맞는 드라이버를 개발할 수 있습니다.
추출
지원하는 모든 모델 유형은 물리 기반 초기 파라미터 추정값이 포함된 사전 구성 템플릿에서 시작하므로 정답에 가까운 지점에서 피팅을 시작합니다. AI 및 머신러닝 최적화기는 Levenberg-Marquardt, Hooke-Jeeves부터 입자 군집 및 가우시안 프로세스까지 8가지 수학적 최적화기와 함께 작동합니다. TCAD 결과 또는 소자 측정값을 입력할 수 있습니다. Silvaco에 따르면 과거 수 주가 걸리던 모델 생성을 수 분 내에 수행할 수 있습니다.
모델 라이브러리
BSIM-CMG, BSIM4 및 BSIM6, HiSIM과 PSP 외에도 RF, 전력 MOSFET 및 신뢰성 모델을 제공합니다. 라이브러리는 멀티핑거, FinFET, GAAFET 소자와 새로운 아키텍처도 지원합니다. 소자를 설명하는 표준 모델이 없다면 Verilog-A로 작성하거나 매크로 모델을 만들 수 있습니다.
워크플로
실험계획법으로 수행할 가치가 있는 측정을 결정합니다. 이후 추출, 통계 분석 및 코너 검증을 수행하며 같은 과정에서 신뢰성, 노화 및 온도도 확인합니다. 공정이 변경되면 처음부터 다시 시작하는 대신 모델을 반복 개선합니다.
검증 및 배포
멀티스레드 SmartSpice 인터페이스는 릴리스 전에 모든 모델에 전체 SPICE 시뮬레이션을 수행하므로 모델을 생성한 도구뿐 아니라 시뮬레이터에서도 피팅을 검증합니다. 설계자는 Cadence, Synopsys 또는 Mentor 환경 내에서 SmartSpice, HSPICE, Eldo, Spectre, LTspice 또는 QSPICE로 모델을 사용할 수 있습니다. Utmost IV 자체는 Windows 또는 Linux 기반의 온프레미스, HPC 클러스터 또는 클라우드에서 실행됩니다.
TCAD 흐름에서의 위치
Victory Process가 구조를 만들고 Victory Device가 해석합니다. Utmost IV는 그
결과 또는 실리콘 측정값을 회로 시뮬레이터가 읽을 수 있는 모델로 변환합니다.
입력
특성
실리콘 측정값 또는 Victory Device 시뮬레이션 결과
설계 관점의 SPICE 모델 추출
회로를 설계한다면 Utmost IV를 직접 여는 일은 드물 것입니다. 그래도 실행하는 모든 시뮬레이션은 이 도구의 모델을 사용합니다. 추출하지 않은 코너는 실리콘이 해당 조건에서 실패할 때까지 드러나지 않습니다. 그래서 추출은 보기 좋은 곡선 피팅이 아니라 검증으로 끝납니다.
검증 실적 및 자료
계정 없이 모든 자료를 읽을 수 있습니다.
고객
2022년 2월
Fraunhofer ISIT
EU Chips Act의 APECS 파일럿 라인 참여를 통해 8인치 웨이퍼의 GaN 및 MEMS 개발에 Victory TCAD, Utmost IV 및 SmartSpice를 DTCO 흐름으로 함께 사용합니다.
“특히 현재 엔지니어링 기판 기반의 고전압 수평형 및 수직형 GaN 소자를 개발하면서 … 정확하게 보정된 공정 및 소자 모델이 필요한 여러 물리 현상을 관찰하고 있습니다.”
Michael Mensing, Ph.D., 첨단 소자 그룹 책임자
고객
2022년 2월
Excelliance MOS
탄화규소 전력 소자 개발에 Victory TCAD와 Utmost IV의 DTCO 흐름을 도입했으며, Utmost IV로 전기적 측정을 자동화하고 SPICE 모델을 추출합니다.
“Victory TCAD와 UTMOST IV를 결합한 Silvaco의 DTCO 흐름으로 소자 성능을 시뮬레이션하고 분석하며 개선할 수 있습니다 … 이를 통해 혁신적인 전력 솔루션을 더 빠르게 시장에 출시할 수 있습니다.”
Fermi Liu, R&D 부서 디렉터
발표 논문
2022년 2월
물리 기반 IGBT 콤팩트 모델의 순차적 모델 파라미터 추출 기법
Silvaco 엔지니어인 Dondee Navarro, Takeshi Sano 및 Yoshiharu Furui의 논문. IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. 60, Issue 2, pp. 580–586. 물리 기반 IGBT 콤팩트 모델의 파라미터를 단계적으로 추출하는 방법입니다.
발표 논문
Masataka Miyake, Dondee Navarro, Uwe Feldmann, Hans Juergen Mattausch, Takashi Kojima, Takaoki Ogawa 및 Takashi Ueta, “HiSIM-IGBT: 전력 전자 회로 설계를 위한 콤팩트 Si-IGBT 모델,” IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. 60, Issue 2, pp. 571–579, 2013년 2월
Dondee Navarro, Takeshi Sano 및 Yoshiharu Furui, “물리 기반 IGBT 콤팩트 모델의 순차적 모델 파라미터 추출 기법,” IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. 60, Issue 2, pp. 580–586, 2013년 2월
Isato Ogawa, Tomoharu Yokoyama 및 Mutsumi Kimura, “강유전 커패시터를 이용한 신경망 시뮬레이션,” IEICE Technical Report Vol. 117 No. 372, No. 373, 2017년 12월
Utmost IV 평가 및 지원
평가, 사용 및 문제 해결은 각각 다른 경로로 안내됩니다.
평가하기
소자 하나의 측정값 또는 아직 실리콘이 없다면 TCAD 결과를 준비하고 필요한 모델 유형을 알려주세요.
교육이나 연구를 진행하시나요? 200개 이상의 대학이 University Program을 통해 Silvaco 도구 라이선스를 이용합니다.
소자 모델링 관련 질문
SPICE 모델 추출이란 무엇인가요?
SPICE 모델 추출은 회로 시뮬레이터가 실제 소자를 재현하는 데 필요한 파라미터 집합을 제공합니다. 측정 또는 시뮬레이션으로 데이터를 수집한 다음 곡선이 일치할 때까지 BSIM, HiSIM 또는 PSP 같은 표준 모델을 조정합니다. 설계 팀은 원시 데이터가 아닌 파라미터를 받습니다.
Utmost IV는 어떤 콤팩트 모델을 지원하나요?
BSIM-CMG, BSIM4 및 BSIM6, HiSIM, PSP, RF 모델, 전력 MOSFET 모델, 신뢰성 모델과 매크로 모델 및 Verilog-A를 지원합니다. 멀티핑거, FinFET, GAAFET 소자와 새로운 아키텍처도 포함되므로 특이한 구조에도 모델을 마련할 수 있습니다.
Utmost IV는 실리콘 측정 대신 TCAD 시뮬레이션에서 모델을 추출할 수 있나요?
예. Victory Device로 시뮬레이션한 특성에 최적화기를 적용하면 실리콘이 존재하기 전에 콤팩트 모델을 얻습니다. 웨이퍼가 나오면 동일한 템플릿으로 측정값에서 다시 추출하고 두 결과를 비교하여 시뮬레이션의 정확도를 확인할 수 있습니다.
추출한 모델은 어떤 SPICE 시뮬레이터에서 사용할 수 있나요?
SmartSpice, HSPICE, Eldo, Spectre, LTspice 및 QSPICE에서 사용할 수 있으며 Cadence, Synopsys 및 Mentor 설계 환경에 모델을 불러올 수 있습니다. 어떤 환경을 사용하든 모델은 설계에 전달되기 전에 이미 SmartSpice에서 실행되었으므로 사용자가 처음으로 시뮬레이션하는 것은 아닙니다.
Utmost IV는 어떤 측정 계측기를 지원하나요?
드라이버가 제한된 지원 하드웨어 목록이 아닌 개방형 아키텍처이므로 드라이버를 작성할 수 있는 모든 계측기를 지원합니다. 팀에서 기존 드라이버를 새 장비에 맞게 수정할 수 있으며 데이터 수집 엔진이 측정을 실행합니다. 사용하는 계측기를 기술 전문가에게 알려주시면 필요한 드라이버 작업을 안내합니다.
Utmost IV는 PDK 개발에서 어떤 역할을 하나요?
단일 공칭 소자뿐 아니라 통계 및 코너 변형을 포함하여 PDK에 제공되는 모델을 생성합니다. 파운드리와 IDM은 이를 사용하여 키트를 구축하고 유지합니다. 팹리스 팀은 제공받은 모델을 기준으로 설계 가정을 확인하는 데 사용합니다.
TCAD 제품군의 다른 도구
Victory Process
Victory Device
Utmost IV
Victory RCx
Victory Mesh