‘캘리버 3D써멀(Calibre® 3DThermal)’, 초기 단계의 칩 및 3D 어셈블리 탐색부터 설계 승인까지

지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어, 지멘스 EDA 사업부는 3D 집적 회로(3D-IC)의 열 분석, 설계 검증 및 디버깅 솔루션인 캘리버 3D써멀(Calibre® 3DThermal)을 출시했다.

캘리버 3D써멀은 지멘스의 캘리버 검증 소프트웨어와 캘리버 3D스택(Calibre® 3DSTACK) 소프트웨어의 요소를 지멘스의 CAD 임베디드 전산 유체 역학(CFD) 툴인 심센터 플로썸(Simcenter™ Flotherm™) 소프트웨어 솔버 엔진과 통합하여 칩 설계자가 초기 단계 칩 및 패키지 내부 탐색부터 설계 사인오프까지 설계에서 열 효과를 신속하게 모델링, 시각화 및 완화할 수 있게 지원한다.



이 솔루션은 전기 시뮬레이션에서 열 영향을 고려하는 데 필요한 출력(output)을 제공하며 경계조건(boundary condition)을 입력으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 Simcenter Flotherm에 출력을 제공할 수 있어 IC에서 패키지, 보드, 시스템 레벨까지, 진정한 IC에서 시스템까지 열 모델링을 가능하게 한다.  

또한 열 방출 제어가 핵심 요구 사항인 3D-IC 아키텍처의 문제를 해결하기 위해 개발되었다. 복잡한 열 문제를 식별하고 신속하게 해결하기 위한 빠르고 정확하며 강력하고 포괄적인 접근 방식을 제공한다. Calibre 3DThermal은 최소한의 입력으로 초기 타당성 분석을 시작할 수 있는 유연성을 제공하며, 이후 더 자세한 정보가 입수되면 금속화 세부 사항과 열 고려 사항에 미치는 영향을 고려하여 더 자세한 분석을 수행할 수 있다.

이러한 점진적인 접근 방식을 통해 설계자는 분석을 개선하고 평면 배치 기법(floorplan) 변경, 스택형 비아(stacked vias) 또는 TSV 추가 등의 수정 사항을 적용하여 열 핫스팟을 피하거나 열을 더 효과적으로 방출할 수 있다. 이 반복적인 프로세스는 최종 조립이 완료될 때까지 계속되므로 최종 테이프 아웃 시 성능, 신뢰성 및 제조 문제의 위험을 크게 줄일 수 있다.

이러한 고급 수준의 열 해석을 수행하려면 3D-IC 어셈블리에 대한 완전한 이해가 필요하다. 어셈블리가 완성될 때까지 기다렸다가 오류를 식별하고 수정하면 설계 일정에 심각한 차질을 빚을 수 있지만, Calibre 3DThermal은 자동화와 통합을 통해 이러한 위험을 완화하여 설계자가 작업 중인 설계 단계에서 열 분석을 반복할 수 있도록 지원한다.

캘리버 3D써멀은 업계에서 신뢰받는 지멘스의 Simcenter Flotherm 소프트웨어 솔버 엔진의 맞춤형 버전을 내장하여 전체 3DIC 어셈블리의 정적(static) 또는 동적(dynamic) 시뮬레이션을 위한 정밀한 chiplet-level 의 열 모델을 생성한다. 디버깅은 이미 다양한 IC 설계 툴에 통합되어 있는 결과 리뷰 소프트웨어인 Calibre RVE를 통해 간소화된다. 이러한 강력한 툴의 통합으로 3DIC 설계자의 특정 요구 사항에 맞춘 효율적인 열 분석 솔루션이 탄생했다.

모든 캘리버 제품과 마찬가지로 Calibre 3DThermal은 타사의 다양한 주요 설계 툴은 물론 새로 발표된 Innovator3D IC™ 소프트웨어(Innovator3D IC™ software)를 포함한 Siemens의 소프트웨어와도 원활하게 통합된다. 모든 설계 흐름에서 Calibre 3DThermal은 전체 설계 라이프사이클(design Lifecycle) 동안 열 데이터를 캡처하고 분석한다.

지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어의 마이클 뷜러-가르시아(Michael Buehler-Garcia) 캘리버 제품 관리 부문 부사장은 "Calibre 3DThermal은 설계자가 설계 프로세스 초기에 열 문제를 해결하는 데 필요한 기능을 제공함으로써 3D-IC 설계 및 검증 분야에서 상당한 진전을 이루었다"라고 말하며, "열 분석을 IC 설계 흐름의 모든 단계에 직접 통합함으로써 고객이 더욱 신뢰성 있고 효율적인 고성능 3DIC를 제작할 수 있도록 지원하고 있다"라고 말했다.