Méthodes avancées de simulation des circuits

Le marché des puces électroniques continue sa forte expansion du fait de l’augmentation entre autres, de la demande pour des dispositifs électroniques de communication, des moyens de transports autonomes, des objets connectés, du traitement des donnés en masse (big data) et de l’internet des objets.

Cette demande a conduit, pendant des décennies, à une course à la miniaturisation des transistors qui a eu, pour effets bénéfiques, une augmentation des puissances de calcul tout en réduisant la taille, la consommation et les coûts unitaires dans un cercle vertueux entraînant investissements et fortes rentabilités. Cependant, la poursuite de cette stratégie agressive de réduction d’échelle et particulièrement la descente dans les dimensions nanométriques, révèlent de nouveaux défis et poussent les outils de conception et de vérification à se réinventer. Les tailles des circuits à simuler, compte tenu de l’augmentation du nombre de composants et des interconnexions, deviennent critiques. Les densités surfaciques de puissances dissipées deviennent si importantes, que leurs impacts sur le fonctionnement des dispositifs et leur durée de vie doivent être efficacement pris en compte. Cela est vrai pour toutes les applications de l’électronique, mais reste un sujet sensible particulièrement dans les applications des transports, du médical ou du militaire, pour lesquelles la fiabilité est un facteur de premier ordre. De même, la sensibilité aux variations des process de fabrication devient si importante que sa prise en compte est un facteur clé pour la réduction des coûts de production. Un autre effet de la descente dans les dimensions nanométriques est celui de l’augmentation de façon drastique des coûts de production, compte tenu de la complexité des procédés de fabrication eux-mêmes, poussant les industriels à investir en masse dans les unités de production, dans le but de réduire les coûts unitaires.

C’est dans ce contexte que cet article vient exposer comment le simulateur AMS/RF, présent aussi bien dans les phases de conception que dans celles de vérification des circuits, est un facteur déterminant sur le plan économique, pour réduire les temps de mise sur le marché et pour garantir la robustesse et la fiabilité, tout en améliorant les rendements de production. Cet article s’intéresse donc aux méthodes d’accélération des performances du simulateur AMS/RF, puis aux méthodes statistiques d’analyse de la variabilité du process, et finalement aux méthodes permettant d’obtenir une conception de circuits fiables et robustes. De l’efficacité de ces méthodes dépend en partie la possibilité de pouvoir continuer la miniaturisation qui augmente les performances tout en baissant la consommation et les prix de revient unitaires.

Le lecteur trouvera en fin d’article un glossaire et un tableau des sigles utilisés.