SmartSpice RadHard
SmartSpice RadHard 的功能
SmartSpice RadHard 为 SmartSpice 增加辐射效应电路仿真功能。一条 .RAD 语句即可将单粒子效应和剂量率引入瞬态及 DC 分析。网表保持原样。辐射物理机制直接编译到标准器件模型中，而非作为子电路附加，因此翻转会出现在您已熟悉的波形中。
功能
辐射分析
使用 .RAD 语句，在瞬态或 DC 分析中调用剂量率或单粒子效应分析。该语句指定器件、节点及撞击的线性能量传递（LET）。同一次运行可得到单比特和多比特翻转。
模型
剂量率采用改进的 Wirth 和 Rogers 模型；单粒子翻转和多比特翻转采用改进的 Messenger 模型。两类模型均可由客户自定义模型替代。还可设置粒子撞击注入的电流脉冲形状及剂量率脉冲产生的光电流。
晶圆代工厂兼容性
可使用晶圆代工厂已提供的 HSPICE、PSPICE 或 SmartSpice 模型，涵盖体硅 CMOS、SOI、双极和 BiCMOS 工艺。RadHard 也可集成于 Silvaco 基于 PDK 的模拟、混合信号和 RF 设计流程。
扩展
Verilog-A 选项提供开放的模型开发环境，并支持模拟行为建模。若要研究尚无标准模型覆盖的辐射效应，可利用仿真器中的自定义模型和假设场景控制，先行验证思路。
优化
将电路优化目标设为辐射耐受能力。针对仍需满足的系统规格，每项加固选择都会显示其在设计裕量上的代价。
协同工具
接收输入
输入 SmartSpice 网表及晶圆代工厂模型。可提供含 W-element RLGC 矩阵文件、S 参数模型文件、Verilog-A 和 AMS 模块的 HSPICE 网表，必要时加入 C/C++，以及与工艺相关的剂量率参数。TCAD 器件级结果以 I-V 曲线形式输入。Silvaco 自身的 22nm 6T SRAM 翻转案例采用来自三维 Victory Device 仿真的晶体管模型。
SmartSpice：RadHard 所基于的仿真器，读取相同的网表和模型
输出至
交付 SmartView 和 Silvaco 辐射分析流程。原始文件、输出列表、分析结果、测量数据和波形送入 SmartView 进行分析，可在 Unix 和 Windows 之间原样传递。RadHard 也是 Silvaco 辐射工具流程中的一个环节。该流程从工艺建模和器件仿真，经电路分析，延伸至物理版图和芯片寄生参数。辐射与可靠性检查的每一层均以物理机制为基础。
SmartView：波形查看与分析
应用
抗辐射加固电路设计
对于必须在辐射下保持工作的电路，在任何器件进入测试束流前，利用晶圆代工厂模型进行检查。
单粒子翻转与多比特翻转分析
分析粒子撞击 SRAM 单元、触发器和锁存器的影响，从单比特翻转到多个比特同时翻转。
剂量率分析
分析剂量率脉冲同时在整个电路中产生的光电流。Silvaco 已将八路缓冲器/驱动器的剂量率仿真响应与实验数据进行核对。
辐射耐受能力权衡研究
并列比较加固方案，选择满足规格且留有裕量的方案。
验证数据与资源
客户案例研究
2018 年 8 月
SmartSpice RadHard 产品简介
附带具体数据的完整示例：总剂量辐照后，SiGe D 触发器受到 LET 为 10 和 20 的撞击；采用 22nm Victory Device 模型的 6T SRAM 单元在 LET 为 0.5 MeV-cm²/mg 时发生翻转；180、130 和 65nm 下的单粒子瞬态脉冲展宽；以及八路缓冲器/驱动器的剂量率仿真与实验数据对比。
下载产品简介
SmartSpice RadHard 文档 · SPICE 仿真已发表论文 · SPICE 仿真白皮书
辐射效应仿真常见问题
什么是辐射效应电路仿真？
辐射效应电路仿真展示电路受到辐射时的行为，可能是单个粒子撞击在一个节点留下电荷，也可能是剂量率脉冲同时在各处产生光电流。SmartSpice RadHard 可在 SmartSpice 仿真中，基于晶圆代工厂器件模型运行这两种分析，翻转会直接显示在波形中。
单粒子效应与剂量率有何区别？
单粒子效应始于一个粒子击中一个位置。它留下的电荷可使存储单元或锁存器翻转，也可能引发多个比特同时翻转。剂量率是电离辐射以一个脉冲到达整个电路，在各结中产生光电流。SmartSpice RadHard 可对两者建模。
SmartSpice RadHard 是否需要专用网表？
不需要。辐射行为包含在标准器件模型增强后的编译版本中，因此无需向网表添加子电路。插入一条 .RAD 语句，即可对现有网表运行瞬态或 DC 分析，所有器件和连接均保持原位。
包含哪些辐射模型？
随附两类模型：改进的 Wirth 和 Rogers 模型用于剂量率，改进的 Messenger 模型用于单粒子翻转和多比特翻转。如果团队已完成自身辐射响应的特征化，可将任一类替换为客户自定义模型，并据此仿真。
能否添加自定义辐射模型？
可以。剂量率和单粒子翻转均支持客户自定义模型，您还可自行设置撞击电流脉冲和剂量率光电流的形状。对于行为模型，Verilog-A 选项在仿真器内增加开放的模型开发环境，可与内置辐射模型配合使用。
支持哪些晶圆代工厂模型格式？
支持三种：晶圆代工厂针对体硅 CMOS、SOI、双极和 BiCMOS 工艺提供的 HSPICE、PSPICE 和 SmartSpice 格式。辐射物理机制叠加于这些模型而非替换它们，因此加固设计使用的模型集与其余 SmartSpice 流程相同。
更多电路仿真产品
SmartSpice Pro
面向 SRAM 和 TFT 显示的 FastSPICE
SmartView
波形查看与分析
SmartSpice Pro
FastSPICE 仿真
InVar
IR 压降与热分析
Circuit Rubberband
SmartSpice 内置的实时调节功能