ファウンドリが次々とシミュレーションベンダーと組む理y
これまで半導噞とは縁が薄かった、3D-CADとシミュレーションのベンダーが積極的に半導噞にやってきている。2.5D/3D-ICやチップレット実△覆匹膿値Qシミュレーションが設時にLかせなくなってきたからだ。シミュレーションベンダーのAnsysがTSMCやGlobalFoundries、Samsungファウンドリ靆隋Intelファウンドリ靆隋UMCなどと次々と提携を発表している。
![新しい半導\術により高]化、j模化、低電化がく / Ansys](/archive/editorial/industry/img/20231220-Anysys_3D.png)
図1 半導実△3次元化し、シミュレーションなしに最適解がuられなくなる 出Z:Ansys
とりわけ、TSMCはEDAベンダービッグスリーとはエコシステムを形成しているが、ここにAnsysを加えた。TSMCは先端パッケージング\術でシミュレーションベンダーの_要性を瑤辰討い襪らだ。半導\術はプレーナトランジスタからFinFETやGAA(Gate All Around)FETのように3次元化へと進tし、配線層でさえ信チ悗氾展餐悗鬟ΕА璽歪イ蟾腓錣讃}法などで構成するような妓に向いているように、モノリシックICでさえ3次元化の妓が確になっている(図1)。ましてや2.5Dや3DのICとなるとチップをTSV(Through Silicon Via)などで_ねていくようになる。收AI要で]に要が高まっている、3次元構]のHBM(High Bandwidth Memory)では、複数のDRAMチップとコントローラチップを_ねているが、ここでは電からのXによって機械的な応が発擇垢襦チップや基での反りや割れが擇犬襯螢好が出てくる。
電極構]でもCuピラー同士をマイクロバンプなどで接しているが、X応を解析するためにバンプの形Xシミュレーションが要になる。このバンプがエレクトロマイグレーションをこすとも言われている。さらに、寄攜果によるシグナルインテグリティも問になってくる。高]スイッチング動作させると数、数hにもなるTSV電極による電磁cカップリングがき、動作が不W定になる。
チップを実△垢iに、シミュレーションで確認する要がある。Xや電磁c、機械歪などの駘現をモデル化してシミュレーションする専門家が欲しい。Ansysがこの専門家である。「推量ではなくシミュレーションをしい桔,嚢圓Δ海箸_要」とAnsysのChief TechnologistをめるChristophe Bianchi(図2)は述べる。
図2 Ansys社 Chief TechnologistのChristophe Bianchi
Ansysは昔から、さまざまな駘現に瓦靴謄皀妊襪鯲て究式でQ処理してきた。ところが、半導チップ屬任呂気泙兇泙幣さな場所での電消Jや、時間的に場所の‘阿覆品雑なUでのモデルを立てようとするとその次元が4、5、6次元へと\えていく。こうなるとAnsysといえどもモデルを立てることが複雑になる。複雑なUでは数10Qiからモンテカルロ}法などが使われてきたが、Bianchiによると、「モンテカルロシミュレーションだとせいぜい4次元度しかQできない。さらに複雑になると威を発ァするのがAI/ML(機械学{)だ」、と言う。
これまでのシミュレーション設}法を考え直し、MLをしなければXやシグナルインテグリティを考慮したv路設はできなくなるとBianchiは述べる。MLで入出関係を~素化し、メタモデルを作って学{を繰り返す(図3)。に3次元ICではXの問が_要になると、3次元ICを}Xけるファウンドリ関係vは述べている。
図3 ML(機械学{)をWして複雑な関係性を~素化する 出Z:Ansys
Ansysは、5つのコアコンピタンスというべき柱(ピラー)をeっている。すなわちマルチな駘学やさまざまなモデル、HPC(High Performance Computing)、AI/ML、クラウドやユーザーエクスペリエンス、そしてデジタルエンジニアリングの5つだ。クラウドやMLなどを~使して最良のソリューションを提供するとBianchiは胸を張る。