SURGE 2023 北美线上大会

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SURGE 2023 北美线上大会

北美 · 2023 年 10 月 26 日，星期四 · 线上大会

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概览

2023 年 10 月 26 日

日期

北美

地区

线上

形式

19

三个分会场的会议

关于本次活动

SURGE 北美 2023 于 10 月 26 日拉开了 2023 年系列活动的序幕，是六场地区大会中的首场，其中仅一场为线下活动。19 场演讲中有三场来自 STMicroelectronics。Micron、Tower Semiconductor、Kepler Computing 和 Aril 也派出演讲嘉宾，CEA-Leti、Ferdinand-Braun-Institut、普渡大学和维也纳工业大学同样参与其中。

SURGE 是 Silvaco 用户大会。本届 TCAD 分会场重点围绕两个主题：四场存储器器件演讲，以及三场 GaN 和 SiC 功率器件演讲。

分会场

  • 主会场
  • TCAD 分会场
  • EDA 和 IP 分会场

议程

SURGE 北美 2023 的每场会议均提供录像，共 19 场，可从 Silvaco 支持网站
下载。下载需要登录支持账户。尚无账户？请先使用
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主会场

欢迎致辞与介绍

Babak Taheri 博士 – CEO 兼董事会成员 – Silvaco, Inc.

Silvaco 于 2018 年 10 月聘请他担任首席技术官兼产品执行副总裁，随后他于 2019 年 8 月出任 CEO。此后，除 2021 年 9 月至 11 月期间外，他一直担任该职务，并兼任董事会成员。此前，他是咨询公司 Integrated Biosensing Technologies 的 CEO 兼总裁。他获得了加州大学戴维斯分校生物医学工程博士学位，并担任该校电气工程系顾问委员会主席。

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机器学习：EDA 的新革命

Patrick Groeneveld 博士

从功能描述到掩模图形，需要经过一长串算法。其中一些是数值求解器，另一些则是因行之有效而保留下来的启发式算法。每种算法都有手动调优的参数，例如用于权衡面积和速度的相对成本。近期的一些工具通过反复运行流程并从 PPA 结果中提取梯度，让机器学习找到针对特定设计的参数集。目前的研究目标是在布局和布线中构建以 ML 为核心的工具。Groeneveld 博士梳理了 ML 在 EDA 中的现状，以及它在未来十年可能带来的变化。

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他是斯坦福大学电气工程系讲师，曾任职于 Cerebras、Synopsys、Cadence 和 Magma。作为 Magma 的首席技术专家，他参与开发了 RTL-to-GDS2 综合产品，并曾在埃因霍温大学担任电气工程正教授。他担任 Design Automation Conference 执行委员会财务负责人，拥有代尔夫特理工大学硕士和博士学位。

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以 TCAD 模型作为“数字孪生”仿真和优化半导体制造工艺

Patrick Groeneveld 博士

TCAD 对器件的制造过程和运行行为进行建模，已成为部署新半导体技术不可或缺的工具。其模型精度已足以作为制造工艺本身的数字孪生，由此带来两类用途。生产前，可进行虚拟技术开发，减少实体实验，更快达到目标良率。生产中，同一数字孪生可调整晶圆厂工艺、跟踪变异并识别故障。Camposano 博士将展示采用这一方法的 TCAD 案例。

自 2022 年 2 月起，他担任 Silvaco CTO。1994 年至 2007 年，他在 Synopsys 任职，最高担任 CTO。随后，他先后领导 Nimbic 和 Sage Design Automation，担任 CEO，直至两家公司分别被 Mentor Graphics 和 Applied Materials 收购。他在斯坦福大学教授 EDA 和机器学习硬件课程，自 1999 年起成为 IEEE Fellow。

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TCAD 分会场

TCAD 仿真最新进展

Eric Guichard 博士，Silvaco, Inc. 高级副总裁（SVP）及 TCAD 事业部总经理（GM）

由负责 TCAD 业务的高管介绍 Silvaco Victory TCAD 仿真器的现状，内容涵盖产品本身、TCAD 在新器件系列开发中的作用，以及 TCAD 的发展方向。

他于 1995 年加入 Silvaco，从法国子公司 Silvaco SA 起步，曾担任应用工程等职位。他于 2008 年成为应用副总裁，自 2012 年 11 月起负责 Silvaco 的 TCAD 工作。他拥有格勒诺布尔理工学院材料科学硕士学位和半导体物理博士学位。

产品：TCAD

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表面缺陷点对短路现象的影响

Salvatore Cascino，STMicroelectronics SiC R&D 工程师

开关过程可能使功率器件进入异常过载状态，一些应用通过短路和 UIS 测试规定器件必须承受的应力程度。混合模式电路仿真可重现这些事件。根据实验调整参数后，仿真可预测动态阶段的电热行为。STMicroelectronics 使用 Silvaco TCAD 研究有源区内单个缺陷在短路条件下的影响。缺陷点分别位于三个位置：平坦的体区/漏区界面、沿沟道的 SiC/氧化物界面，以及弯曲的体区/漏区界面。最后，对缺陷位置进行灵敏度研究。

他在 STMicroelectronics 卡塔尼亚 R&D 团队从事碳化硅器件技术研究，此前曾从事传感和 RF 器件工作。加入 ST 前，他在弗拉斯卡蒂的 ENEA 以及帕多瓦的 RFX 项目中开展核聚变研究。他拥有巴勒莫大学物理学学位。

产品：TCAD

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镁激活对功率应用常关型 p-GaN HEMT 夹断电压影响的研究

Giovanni Giorgino，STMicroelectronics ADG R&D 功率与分立器件部门 GaN 器件工程师

p-GaN 栅极中的镁有多少实际被激活，会影响常关型 p-GaN/AlGaN/GaN HEMT 的关断状态。研究从 TCAD 入手，通过能带图比较 Mg 掺杂分布。随后通过电容–电压测量确定 p-GaN 的净受主浓度。研究将不含镁的 GaN 栅极器件，与经参考退火激活的器件及第三组激活效果得到改善的器件进行比较。最后一组器件在关断态和导通态的多项参数上均有改善。

自 2020 年起，他在 STMicroelectronics 卡塔尼亚 R&D 部门担任 GaN 器件工程师，从事 p-GaN 栅极功率器件的开发、表征和建模。他拥有都灵理工大学电子工程硕士学位。

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Silvaco 仿真工具助力 GaN 功率器件设计与开发

Eldad Bahat-Treidel 博士，Ferdinand-Braun-Institut 高级科学家

经过二十年的研究，横向 GaN 功率器件在最高 650 V 等级的开关应用中已接近商业成熟，但其 RDS_ON × A 与击穿电压之间的性能关系仍未达到材料的理论极限。阻断能力与色散效应之间存在权衡，而硅基 GaN 的垂直阻断能力受到限制。FBH 正从两个方向寻求突破。垂直 GaN 晶体管占用的晶圆面积小于横向 HFET，可使 RDS_ON × A 降低一个数量级。无应变同质外延还允许形成厚的轻掺杂漂移层，实现超过 1 kV 的阻断能力。采用 AlN 缓冲层的横向 HFET 利用较大的导带偏移约束沟道，从而增强阻断能力并降低色散。

FBH 实验室使用 Silvaco 仿真来设计这些器件、预测其行为并解释测量结果。本演讲比较几何结构和外延层变化时 GaN 鳍式 MISFET 的仿真电导与实验结果，展示利用雪崩模型设计的垂直器件边缘终端，并将 AlN/GaN HFET 的动态导通电阻与俘获及去俘获过程联系起来。

自 2006 年起，他在柏林 FBH 工作，最初研究用于高压功率电子的 GaN 开关晶体管，自 2014 年起研究垂直 GaN 晶体管等新器件。他的职业生涯始于光刻领域，1996 年起在 Intel 工作，2004 年起在 Tower Semiconductor 工作。他拥有柏林工业大学电气工程博士学位。

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超越 CMOS 的存储器技术

Debo Olaosebikan 博士，Kepler Computing 联合创始人兼 CEO

介绍 Kepler Computing 的创立缘由，以及其如何推动存储器设计超越 CMOS。Debo Olaosebikan 还将展示其团队如何使用 Silvaco TCAD 仿真这些新型存储器。

联合创立 Kepler Computing 前，他曾联合创立 Gigster 并担任 CTO。在康奈尔大学攻读物理学博士期间，他领导了该校电驱动硅激光器研究，并曾在 IBM Almaden 从事自旋电子学研究。他现居旧金山，投资初创公司并提供顾问支持。

产品：TCAD

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面向 CMOS 和 RRAM 应用的纳米尺度输运

François Triozon，CEA-Leti 研究科学家

先进 CMOS 和 RRAM 都需要精确仿真纳米尺度的电子输运。François Triozon 回顾量子输运仿真的近期进展及其对器件优化的贡献。采用 NEGF（非平衡格林函数）形式的三维仿真，可确定三栅 CMOS 器件的接入电阻。同一方法目前也用于估算二维材料沟道的接触电阻。RRAM 的情况更复杂。对于 OxRAM 和隧道结，将第一性原理仿真与量子输运连接起来，仍不足以完整解释器件的工作机制。

自 2005 年起，他在格勒诺布尔 CEA-Leti 担任长期研究员，采用半经典和量子方法仿真纳米器件中的电子输运，范围从第一性原理尺度到完整器件。他的研究涵盖碳纳米管、二维材料、硅 CMOS、GaN 功率器件、铁电材料和 OxRAM。他于 2002 年获得格勒诺布尔阿尔卑斯大学博士学位。

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自旋电子磁阻存储器的数值仿真

Nils Jørstad，TU Wien 博士研究人员

MRAM 速度快、耐久性高且具有非易失性，因此是替代基于电荷的存储器的有力候选。多种设计通过自旋极化电流切换其逻辑状态。工程问题仍阻碍其更广泛应用，解决这些问题需要足够灵活的仿真，以描述 MRAM 单元的实际工作方式。Nils Jørstad 介绍一种有限元方法的近期成果，该方法可同时仿真电荷、自旋和磁化动力学。

自 2021 年起，他在维也纳工业大学非易失性磁阻存储器与逻辑 Christian Doppler 实验室从事博士研究，将自旋和磁化动力学纳入 MRAM 器件仿真。他拥有挪威 NTNU 物理学硕士学位，专攻计算物理。

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用于存储技术开发与制造的先进建模解决方案

Sumeet Pandey，Micron Technology 杰出技术专家

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25 年量子输运工具开发成果及其全球影响

Gerhard Klimeck，普渡大学副 CIO、学术研究副校长（VP）

量子输运建模研究者围绕理论和原型代码争论了 30 年。早期测试器件——二维电子气和室温共振隧穿二极管——可追溯至 20 世纪 80 年代和 90 年代，而如今晶体管已缩小到相同的关键尺寸。业界现在需要针对接近数纳米极限的器件建立可预测的定量模型。Gerhard Klimeck 解释了为何最终采用基于原子级紧束缚基组的非平衡格林函数方法。他的团队开发的 NEMO5 已在 Intel 运行，Silvaco 则销售其商业版本。通过 nanoHUB 和 chipshub，学生和研究人员可使用 NEMO 版本的简易应用来探索概念并开展详细分析。

他担任普渡大学电气与计算机工程学院冠名教授，同时兼任普渡大学副 CIO，并领导计算纳米技术网络。他参与创建了每年有超过 200 万人使用的 nanoHUB.org，并共同发明了单原子晶体管。他发表了 525 篇以上科学论文，是 IEEE、APS、IOP 和 AAAS 的 Fellow。

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以原子级精度仿真 2D-TMDs 沟道 FET

Phillipe Blaise 博士，Silvaco, Inc.

采用二维沟道的晶体管能否取代硅？当 FET 沟道仅有几个原子层厚时，只有原子级模型才能回答这个问题。Blaise 博士展示 Victory Atomistic 如何运用量子力学研究这一问题，为在专业 TCAD 环境中构建二维晶体管原型提供支持。

他是 Silvaco TCAD 团队负责原子级仿真的高级应用工程师。此前，他在 CEA-Leti 用 15 年时间开展新型存储器和晶体管的逐原子仿真，并曾任 IEEE IEDM 建模与仿真委员会成员。他发表了 50 篇以上期刊论文，拥有五项专利，并获得格勒诺布尔阿尔卑斯大学固体物理学博士学位。

产品：Victory Atomistic

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EDA 和 IP 分会场

模拟定制设计与 IP 最新进展

Dan Fitzpatrick，Silvaco, Inc. 副总裁（VP）及 EDA 事业部总经理（GM）

Dan Fitzpatrick 介绍 Silvaco 模拟定制设计产品组合的新特性和功能，随后阐述 Silvaco EDA 解决方案的规划。

他负责 Silvaco EDA 工具开发，范围涵盖模拟定制设计与验证、电路仿真、SPICE 建模、标准单元版图与表征，以及 IP 管理。他于 2021 年加入公司，领导 IP 管理、单元版图和表征产品线。他拥有佛罗里达大学电气工程硕士学位及中佛罗里达大学 MBA 学位。

产品：模拟与定制 IC

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面向 SPICE 的功率器件建模

Bogdan Tudor，Silvaco, Inc.

Si、GaN 和 SiC 功率器件各自给 SPICE 建模带来不同特点。Bogdan Tudor 比较了使用紧凑模型和宏模型描述这些特点的方法。演讲重点讨论功率 FET 的两个问题：随偏置变化的电容，以及根据动态特性调整模型。最后，他介绍 Silvaco 建模团队在功率器件寄生元件与模型精度方面积累的经验。

他担任 Silvaco 器件表征负责人，领导 Utmost 和 Silvaco 建模服务团队，拥有 20 多年模型开发与表征软件经验。

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Silvaco 与 Tower 在设计套件和标准单元库开发及 QA 方面的合作

Ofer Tamir，Tower Semiconductor CAD、设计实现与支持董事总经理

Silvaco 是 Tower Semiconductor 的主要标准单元库供应商，覆盖 Tower 的全部技术。最新库面向 65nm 先进电源管理工艺，包含先进表征和 MTBF 计算。在模拟设计方面，Tower 在 Silvaco 设计流程中支持并认证其 iPDK 和 SPICE 模型，使用的工具包括 Expert、Gateway、SmartLVS 和 SmartDRC。

他于 2001 年加入 Tower，负责设计支持和 CAD 工作。他负责 Tower 的设计套件开发、全球设计支持、CAD 团队及 EDA 合作关系，并在 DAC 等会议上发表演讲。他在 EDA 和 CAD 领域拥有 30 多年经验，曾任职于 National Semiconductor（现为 TI）和 DSPG。

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

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用于高效计算的高速、可靠、低电压 SRAM

Sinan Doluca，Aril, Inc. 技术副总裁（VP）

无论目标是电池供电设备还是云端 AI/ML 加速器，效率都至关重要。在同一共享电压下运行逻辑和 SRAM，并采用动态电压与频率调节，可最大限度发挥两者优势。SRAM 宏单元往往决定电压范围、速度和可靠性的限制。Aril 基于先进 CMOS 工艺优化的 SRAM，旨在 0.45 V 至 0.8 V 及更高电压范围内实现快速、可靠运行。结合高效微架构和经过调优的物理设计，无论引擎用于计算、图形还是 AI/ML 工作，目标都是实现最高的每瓦性能。

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使用 Silvaco 模拟定制设计平台设计用于超低温应用的高性能 I/O

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

在 4 K（−269°C）下，晶体管的行为与通常的 −55°C 至 125°C 范围不同，因此为该范围建立的模型不再适用。Silvaco 模拟与接口 IP 团队仍然成功交付了在该温度下功能完整的 2 Gbps LVDS I/O。Silvaco 建模团队建立了 4 K 模型文件。随后，IP 团队使用 Silvaco EDA 工具完成 PHY 的设计、版图及配套资料和视图。该 PHY 包括：

  • 发射器、接收器和辅助模块
  • 向 100 Ω 负载提供 3.5 mA 发射器驱动电流，且不受 PVT 影响
  • 接收器 PAD+ 与 PAD− 端子之间的 100 Ω 终端电阻，同样不受 PVT 影响
  • 可编程均衡，以满足电路板、信号完整性（SI）和电源完整性（PI）要求

自 2019 年起，Ahmad S. Mazumder 担任工程总监，领导 Silvaco 模拟与接口 IP 的开发和客户支持。此前，他从事 DDR、高速 SerDes、接口、ESD 和可靠性工作 28 年，大部分时间任职于 Intel、Broadcom 和 C-Cube Microsystems。Shaikh A Shams 于 2020 年以资深工程师身份加入同一 IP 团队。此前的 22 年里，他在 Intel、GlobalFoundries 和 Dialog Semiconductor 从事 AMS 设计与验证、稳压器、接口和高速 SerDes 工作。

产品：模拟与定制 IC

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使用 Viso 进行先进寄生参数分析的演示

Ayoub HAGROU，STMicroelectronics 模拟设计工程师

Viso 专注于寄生参数本身，直接处理提取的 RC 网络，快速分析互连并指出问题区域；这些网络可能决定电路行为，因此这种能力十分重要。它还可估算时序，并精确比较提取的网表。演示采用真实电路设计。

他是 STMicroelectronics MDG 部门负责 STM32 通用微控制器产品的模拟设计工程师。

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SURGE 北美 2023 主题

功率器件

STMicroelectronics 的 SiC 短路缺陷和 p-GaN 栅极激活、FBH 的垂直与横向 GaN，以及功率 FET 的 SPICE 模型

逻辑与存储器

Kepler 的超越 CMOS 存储器、CEA-Leti 的 RRAM 输运、维也纳工业大学的 MRAM、Micron 的存储器建模，以及 Aril 的低电压 SRAM

TCAD

Victory 最新进展、作为制造数字孪生的 TCAD 模型，以及二维沟道 FET 的原子级仿真

模拟与定制 IC

Tower 在 Expert、Gateway 和 SmartDRC/LVS 中的设计套件流程、4 K LVDS I/O，以及 Viso 寄生参数分析

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