内涵与智能兼具 Siemens EDA高整合度平台迎战复杂3D IC设计
- 吴冠仪／台北
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半导体产业已从传统单芯片架构迈向异质整合与多芯片封装的新时代，为因应高效能运算（HPC）以及边缘AI等新兴应用对高带宽、低功耗与小体积解决方案的需求，Chiplet与3D IC技术已成为今日显学，却也带来全新挑战；包括热、应力等各种多物理场效应，以及复杂多芯片堆叠的测试与验证，需要具备系统级视野的全新设计方法与工具，协助工程师在开发流程早期预测潜在问题、缩短验证所需时间与产品上市时程。
为此Siemens EDA在４月中旬于新竹举办了一场技术论坛，邀集多位资深工程师与技术专家，分享目前3D IC设计技术的最新趋势与挑战，并详细介绍该公司涵盖前端布局规划到后段验证测试的完整EDA解决方案以及实务案例，让现场听众深入了解如何透过Siemens EDA的高整合度平台化工具，建构支持跨领域协同合作与可视化的数码孪身（Digital Twins）设计环境，并透过AI技术的导入加速3D IC设计的商用落地。
Innovator3D IC：专为异质整合设计任务打造的中控台
在Siemens EDA针对2.5D/3D IC设计挑战提供的平台化工具组合中，Innovator3D IC扮演了关键性的角色；是实现异质整合协同设计的核心中控台（cockpit），在单一环境中整合芯片、矽桥、RDL中介层（interposer）与封装的建模数据统一管理，支持布局规划、网表生成、逻辑撰写（logic authoring）及原型制作、预测性分析等步骤，确保流程一致性与跨工具协作。
「元件模型数据对复杂3D IC设计来说非常重要，这些数据能让不同的工具平台共享，以进行必要的分析与验证；」Siemens EDA客户技术经理王志宏在论坛接受访问时补充指出，透过Innovator3D IC平台，只要建立一次元件模型（也就是元件的「数码孪身」)数据库，就可支持Siemens从3D IC布局规划到制造提供的全流程解决方案共同使用──包括Xpedition Package Designer (xPD)与APRISA实体设计工具、Calibre 3DSTACK与HyperLynx DRC实体验证平台，还有支持热循环模拟、翘曲分析等机械设计的NX CAD软件与Simcenter平台，支持多物理模拟的mPower、Calibre 3DThermal/3DStress工具，搭配系统级的SI/PI与热分析工具HyperLynx、FloTHERM，可测试性设计(DFT)工具Tessent，以及PERC可靠度验证工具等；这能大幅减少重复为不同工具建立模型数据的时间与人力。
除了能无缝整合Siemens Xcelerator系列软件工具，王志宏表示，Innovator3D IC平台也支持业界标准格式，包括LEF/DEF、Oasis，以及由台积电(TSMC)主导订定、已成为IEEE标准的3Dblox，还有UCIe等界面IP通讯协议，因此也能与其他EDA友商的第三方工具串接；这有助于建立一个开放、高度整合的3D IC设计生态系。
支持多物理模拟「左移」 开启智能化3D IC设计新纪元
而Innovator3D IC扮演3D IC设计「中控台」可发挥的关键作用，除了支持不同工具平台的一致性模型数据来源，更重要的是能将设计主导权大幅度「左移」，在设计早期阶段就支持完整的系统建模、跨领域模拟。
王志宏表示：「这对3D IC设计来说尤其重要，以热模拟为例，过去都是在芯片实作阶段才进行；但3D堆叠芯片的结构相当复杂，必须要将热模拟分析提早到布局阶段，才不至于影响整个设计流程。」透过Innovator3D IC平台的统一视角，利用Calibre 3DThermal进行系统级热模拟，设计团队能在早期就进行全系统的热模拟，预测温度分布与潜在热瓶颈，并将结果回注（back-annotation）至设计布局阶段进行最佳化。
接着设计工程师可利用Siemens EDA的xPD实体设计平台建立完整的布局、堆叠结构与RDL路径，为后续模拟与验证提供准确的物理模型；而Calibre 3DSTACK则支持跨晶粒、跨层级的DRC/LVS验证，确保连线正确。
而Siemens EDA也正加速将 AI 技术导入3D IC设计流程，从预测式操作界面、智能化设计空间探索(DSE）起步，提供更友善的使用界面，协助工程师在高度复杂的异质整合架构中，快速做出最佳化决策，助力3D IC技术的普及化。
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