CEA-Leti와 실바코, 초저전력 정적 메모리를 위한 수율 예측 프로젝트에 참여

CEA-Leti의 반도체 개발 전문 지식과 실바코의 SPICE 시뮬레이션, 변이 분석 기술을 결합한 프로젝트

Leti 미국 캘래포니아주 라스베이스 – 2019-06-03 - CEA-Tech 연구 기관인 Leti와 칩 및 전자 시스템의 설계 소프트웨어, IP 서비스를 반도체 기업에 제공하는 세계적인 선도 업체인 Silvaco Inc.(이하 실바코)는 오늘 라스베가스에서 개최중인 제 56 회 Design Automation Conference(DAC)에서 컴퓨팅 애플리케이션에 사용되는 초저전압(ULV), 초저누설 전류(ULL), 정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM)의 수율을 예측하고 모델링하는 프로젝트를 발표했습니다. IC 설계 사이클의 초기 단계에서 정확하게 수율을 예측함으로써 제조 비용을 절감하고 품질을 향상시킬 수 있습니다.

제조상의 변이는 임베디드 캐시 등의 대용량 메모리를 가지는 실리콘 칩의 양산 수율에 매우 나쁜 영향을 미칩니다. CEA-Leti의 Accelerated Simulation of Array for Yield Assessment(ASAYA) 프로젝트는 제조 후의 실리콘에 대한 전기적 SPICE 회로 시뮬레이션 결과에 따라 수율을 검증하는 것을 목적으로 하고 있습니다. 문제는 시뮬레이션에서 관찰된 낮은 실패율 (10억분의 1회 정도)이 MB 범위를 초과하는 SRAM에서 허용되는 생산 수율을 보장하는지 여부를 평가하는 것입니다. 이전에는 기존의 Monte Carlo 기반의 비트 셀 전기적 시뮬레이션을 통해 이러한 고장 문제를 조사가 가능했고 고장에 대한 내성 마진의 충분한 정밀도를 예측할 수 있었습니다. 또, 마진이 가우스 분포에 따른다고 가정하여 시그마의 숫자로 마진을 평가하는 Quasi-Monte Carlo법에 의해서도 가능했었습니다. 최근(2018년)의 발표에서도 이러한 기술이 보고되고 있으며, 실제 디바이스에 필요한 PVT(프로세스, 전압, 온도) 조건 모두를 포괄할 수 없는 사내 소프트웨어를 사용하는 경우는 고정밀의 평가가 어려운 것으로 소개되고 있습니다.

CEA-Leti는 고장 감지 및 수율 예측 분석에 실바코의 VarMan eXtreme Memory Analysis (XMA) 툴을 채택할 예정입니다. 본 프로젝트는 Extreme Yield Estimation(XYE) 분석을 사용하여 메모리 회로 전체의 고장율 및 수율 예측이 가능하며, Extreme Fail Detection(XFD) 분석을 사용하여 PVT 의존 고장 모드를 조사할 수 있습니다. VarMan는 6시그마 이상의 변이 분석을 적절한 시간에 실행되도록 머신-러닝 및 플로우 최적화 기법을 사용하고 있습니다.

“CEA-Leti가 개발한 첨단 기술과 메모리 요구의 증가에는 최신 기술의 제공이 필수적입니다. 새로운 방법으로 주어진 사용 조건에서 메모리 디자인의 특성화를 보다 빠르게 실행하게 되면 모든 조건을 커버하는 특성화 과정을 가속화할 수 있습니다,”라고 CEA-Leti의 CEO Emmanuel Sabonnadiere는 이야기합니다. “우리는 예측되는 고장율을 범위 내에서 작동하는지 확실하게 메모리를 검증할 수 있는 방법과 제조 비용 및 시장의 기대에 부합하는 더 빠른 방법을 보유하고 있습니다. 예를 들어, 우리가 본 비표준의 기술적 영향은 제품의 동작 조건이 예측한 성능 한계에 접근하는 모든 경우에 예기치 않은 오류를 일으킬 수 있습니다. 특히, IoT 제품의 메모리가 그렇습니다. 특히, IoT 제품의 메모리가 그렇습니다.”

연구팀은 CEA-Leti가 설계한 256Kb ULV/ULL SRAM을 분석하고 있습니다. 수율 및 변이성에 관한 업계의 현재 가정과는 달리, 일부 비 가우스 마진 분포의 형적이 실바코의 VarMan 의해 발견되고 있습니다. 본 프로젝트에서는 VarMan XMA의 예측력을 평가하기 위해서 STMicroelectronics의 28nm Ultra-Thin Fully Depleted Silicon on Insulator(UT-FDSOI)기술로 처리 된 실리콘 다이의 측정을 실시합니다.

“SRAM 및 각종 메모리 어레이의 고장을 효율적으로 검출하는 것과 수율을 정밀하게 예측하는 것은 신뢰할 수 있는 소자 개발에 있어서 기본이 됩니다,”라고 실바코의 Machine Learning & Flow Optimization 부문 VP이자 GM인 Firas Mohamed는 이야기합니다. “실리콘의 미세화 및 복잡성의 증가로 인해 빠른 통계 분석으로 나노미터 규모의 디자인에서 볼 수 있는 변화의 영향을 모두 파악하고 평가하는 것이 더욱 중요시되고 있습니다. CEA-Leti와 실바코의 과거 협력 성공하에 구축된 본 프로젝트는, 실바코가 개발하고 CEA-Leti의 실리콘 제조 기술에 의해 입증된 강력하고 정밀한 예측 기술을 엔지니어에게 제공합니다. CEA-Leti가 실바코와 high-sigma 분석 기술을 이 프로젝트에 채택해 준 것을 기쁘게 생각합니다.”

CEA-Leti

CEA의 기술 연구 기관인 CEA-Leti는 고성능, 에너지 효율적인 보안 산업 솔루션을 가능하게 하는 소형화 기술의 세계적인 리더입니다. Leti는 1967년에 설립되어 세계적인 기업, SME및 스타트업 기업의 요구에 맞게 차별화된 실용적 솔루션을 구축하고 마이크로 기술 및 나노 기술의 선구자가 되었습니다. Leti는, 헬스케어, 에너지 및 디지털 마이그레이션의 중요한 과제에 임하고 있습니다. 센서 데이터 처리, 컴퓨팅 솔루션에 이르기까지 여러 전문 분야에 걸친 Leti 팀은 세계적인 수준의 산업화 이전 기관을 활용하여 확실한 전문 지식을 제공하고 있습니다. 본 기관은 1,900명을 이상의 직원, 2,700건의 특허, 91,500 평방 피트의 클린룸, 명확한 IP 정책을 가지고 프랑스 그르노블에 본사를 두고 있으며, 실리콘 밸리로 도쿄에도 지사를 두고 있습니다. Leti는 60개의 스타트업 기업을 출범시켰으며, Carnot Institutes 네트워크의 회원입니다. www.leti-cea.com 및 @CEA_Leti 참조하십시오.

CEA Tech는 French Alternative Energies and Atomic Energy Commission(CEA)의 기술 연구 부문에서 공업 및 기초 과학에 대해 혁신적인 R&D, 국방, 핵에너지의 핵심 기관입니다. Thomson Reuters으로 세계 2위의 혁신적인 연구 기관으로 인정 받고 있습니다. CEA Tech는 혁신 기반의 독특한 문화와 비교할 수 없는 전문 지식을 이용하여 신기술의 개발과 업계에 보급, 하이 엔드 제품의 제작과 경쟁력 강화를 지원하고 있습니다.

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Silvaco, Inc.(이하 실바코)는 공정 및 소자 개발 및 아날로그/믹스드 시그널, 파워 IC 및 메모리 설계에 사용되는 소프트웨어 제품을 개발하는 선도적인 EDA 및 IP 공급 업체입니다. 실바코는 디스플레이, 파워 전자, 광학 소자용 시뮬레이션과 방사선의 영향과 소프트 오류에 대한 신뢰성 검증, 첨단 CMOS 공정 및 IP 개발을 위한 시뮬레이션 등을 포한한 완벽한 TCAD-to-sign-off 플로우를 제공합니다. 실바코는 30년 넘게 고객이 합리적인 비용으로 최단 시간에 우수한 제품을 시장에 출시할 수 있도록 지원하고 있습니다. 실바코는 미국 캘리포니아 주 산타클라라에 본사를 두고 있고, 북미, 유럽, 일본을 포함한 아시아 각지에 사업 거점을 두고 있습니다.

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