16nm FinFET工艺下信号EM问题的Innovus与Voltus对比解决策略

随着半导体技术的进步，尤其是在16纳米FinFET工艺节点，信号电迁移(EM)问题变得尤为重要。信号电迁移是指在高速信号传输过程中，由于电流密度和温度效应导致的金属线路材料性能退化，包括氧化层的迁移和线路结构的损伤。在早期工艺节点，电迁移主要针对功率EM，而内部信号的处理相对较少；然而，在28纳米及以后的节点，随着线路尺寸减小、走线长度增加，信号频率上升，这些问题愈发显著，影响芯片设计的稳定性和性能。 本文以一个基于16纳米TSMC工艺的系统级芯片(SoC)为例，对比了Cadence的两个关键工具——Innovus和Voltus在信号电迁移分析上的表现。Innovus作为Cadence新一代的自动布局布线工具，其性能显著提升，对于16/14/10nm FinFET工艺尤其如此，能有效提高功耗效率、时序分析能力和信号完整性，从而缩短设计收敛时间。然而，研究发现Innovus在信号EM分析上存在一定的不足。 通过深入分析，作者揭示了Innovus在信号EM分析中的问题成因，并针对性地提出了解决策略。这可能涉及到算法优化、模型改进或者与电源分析工具如Voltus的协同工作。通过改进Innovus的功能，大部分信号电迁移问题可以在布局布线阶段就得到解决，减少了设计迭代次数，显著提高了设计效率。 Voltus作为电源完整性分析工具，它在信号EM问题的检测和预防上具有重要作用，能够从模块和IP层面提供更全面的保护。结合两者的优势，设计师可以实现更加精确和高效的信号电迁移管理，确保芯片在先进工艺节点下的可靠性和性能。 总结来说，16nm FinFET工艺的信号电迁移问题分析和解决是一个复杂但关键的任务，它不仅要求设计师掌握先进的工具如Innovus和Voltus，还需理解并解决由工艺特性带来的新挑战。通过优化分析方法和工具集成，设计流程得以简化，项目周期得以缩短，从而推动了芯片行业的技术进步。