Special types of analysis for modern ICS: challenges of nanometer technologies and application of AI methods

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Acesso é pago ou somente para assinantes

Resumo

The article presents an overview of special types of analysis for modern ICs that take into account such effects as IR drop in power buses, electromigration and signal integrity violation. Methods for implementing special types of analysis in design tools, including using machine learning, are considered.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

А. Stempkovsky

ООО «Альфачип»

Autor responsável pela correspondência
Email: stal@alphachip.ru

генеральный директор, д.т.н.

Rússia

E. Kozhevnikov

ООО «Альфачип»

Email: kozhevnikov@alphachip.ru

главный специалист, к.ф.-м.н.

Rússia

Е. Demidov

ООО «Альфачип»

Email: yevgeniy_demidov_1999@mail.ru

инженер

Rússia

R. Soloviev

ООО «Альфачип»

Email: roman.solovyev.zf@gmail.com

заместитель генерального директора по инновационной деятельности, д.т.н.

Rússia

D. Telpukhov

ООО «Альфачип»

Email: telpukhov@alphachip.ru

заместитель генерального директора по научной работе, д.т.н.

Rússia

L. Pereverzev

ООО «Альфачип»

Email: leonidp@alphachip.ru

технический директор

Rússia

V. Kartashev

ООО «Альфачип»

Email: kartvlad2702@yandex.ru

инженер

Rússia

V. Dozhdev

Минпромторг РФ

Email: dozhdevvs@minprom.gov.ru

директор департамента цифровых технологий

Rússia

I. Nazarov

ООО «Альфачип»

Email: inazov2014@mail.ru

инженер

Rússia

A. Tretyakov

ООО «Альфачип»

Email: trealexnix@yandex.ru

инженер

Rússia

Bibliografia

  1. Current M.I. The Role of Ion Implantation in CMOS Scaling. Manuscript for proceedings of 25th International conference on the Application of Accelerators in Research and Industry (CAARI), August 12–17, 2018, Grapevine, TX USA.
  2. Yeap K.H., Sayago Hoyos J. Integrated Circuits/ Microchips // IntechOpen, Sept. 16, 2020.
  3. Shao M., Gao Y., Yuan L.P., Wong M.D.F. IR drop and Ground Bounce Awareness Timing Model // Proceedings of the IEEE Computer Society Annual Symposium on VLSI New Frontiers in VLSI Design. 2005.
  4. Демидов Е.Д., Столбиков Е.В. Статический анализ падения напряжения с использованием САПР с открытым кодом // Информационные технологии. Т. 30. Вып. 10. 2024. С. 515–519.
  5. Соловьев Р.А., Тельпухов Д.В., Демидов Е.Д., Шафеев И.И. Быстрый анализ статического IR drop эффекта на базе методов машинного обучения // Труды Института системного программирования РАН. Т. 35. Вып. 5. 2023. С. 127–144.
  6. Black J.R. Electromigration – a brief survey and some recent results // IEEE Transactions on Electron Devices (TED). 1969. Vol. 16. No. 4. PP. 338–347.
  7. Blech I.A. Electromigration in thin aluminum films on titanium nitride // J. Appl. Phys. 1976. Vol.47. No 4. PP.1203–1208.
  8. Lienig J. et al. Fundamentals of Electromigration-Aware Integrated Circuit Design // Institut für Feinwerktechnik und Elektronik-Design.
  9. Cheng Y.-L., Lee C.-Y., Huang Y.-L. Copper Metal for Semiconductor Interconnects, Noble and Precious Metals – Properties, Nanoscale Effects and Applications // InTech/ July 04. 2018.
  10. Cadence Voltus IC Power Integrity Solution User Guide, Product Version 18.13. March 2019.
  11. Liu F., Guo G., Ye Y., Wang Z., Fu W., Sheng W., Yu B. GraphCAD: Leveraging Graph Neural Networks for Accuracy Prediction Handling Crosstalk-affected Delays // Proceedings of the 2025 International Symposium on Physical Design. (2025, March). PP. 125–133.
  12. Назаров И.А., Третьяков А.Н., Карташев В.Ю. Разработка алгоритма расчета амплитуды помехи для анализа целостности сигналов // Материалы научно-технической конференции "Микроэлектроника и информатика – 2024". М.: МИЭТ. 2024. С. 146–150.
  13. Attaoui Y., Chentouf M., Ismaili Z.E.A.A., Elmourabit A. Machine Learning in VLSI Design: A Comprehensive Review. Journal of Integrated Circuits and Systems. 2024. 19(2), PP. 1–14.
  14. Zhigulin A., Rogozhinskiy M., Solovyev R., Telpukhov D., Levchenko N., Stempkovskiy A., Pereverzev L. Applying Machine Learning Methods to Signal Integrity Analysis. In 2024 Ivannikov Ispras Open Conference (ISPRAS) 2024. December (PP. 1–5). IEEE.
  15. Shan G., Li G., Wang Y., Xing C., Zheng Y., Yang Y. Application and prospect of artificial intelligence methods in signal integrity prediction and optimization of microsystems. Micromachines. 14(2): 344. 2023.
  16. Liang R. et al. Routing-free crosstalk prediction. In Proceedings of the 39th International Conference on Computer-Aided Design (2020, November) PP. 1–9.
  17. Hu J., Kahng A.B. The inevitability of AI infusion into design closure and signoff. In 2023 IEEE/ACM International Conference on Computer Aided Design (ICCAD) (2023, October). PP. 1–7.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
2. Fig. 1. An example of an equivalent circuit model for performing static IR-drop analysis

Baixar (122KB)
3. Fig. 2. Matrices for training an ML model to predict the results of static IR-drop analysis

Baixar (217KB)
4. Fig. 3. Manifestations of electromigration in current-carrying elements of integrated circuits

Baixar (201KB)
5. Fig. 4. The occurrence of interference in a pair of “aggressor” and “victim” chains

Baixar (49KB)

Declaração de direitos autorais © Stempkovsky А., Kozhevnikov E., Demidov Е., Soloviev R., Telpukhov D., Pereverzev L., Kartashev V., Dozhdev V., Nazarov I., Tretyakov A., 2025