【解決方案】透過 Siemens Insight Analyzer，重新定義前佈局階段的 IC 可靠度分析方法
- Enlight Technology
- May 7
- 4 min read
By Matthew Hogan
隨著產業不斷突破 IC 設計的極限，對於高效設計驗證工具的需求也變得愈發關鍵。此時，Siemens 的 Insight Analyzer 登場，這是一項改變遊戲規則的解決方案，正在革新工程師從 IC 設計早期階段開始進行驗證的方式。Insight Analyzer 協助設計人員識別並解決與設計特定相關的潛在電路可靠度問題，進而提升對電路設計能夠一次成功流片的信心。它的使用時機早於其他可靠度分析工具，運作於前佈局的網表上。
前期驗證策略：及早發現問題
在多數 IC 設計專案中，時間至關重要。傳統上，驗證工作通常被安排在設計流程的後期。然而，這種作法可能導致昂貴且耗時的重工，因為許多本可以在早期發現的問題，往往要到後期才會浮現。
Insight Analyzer 採取了不同的方式，應用「前期驗證」的策略。透過在設計流程的前佈局階段即整合漏電與可靠度驗證，工程師能在問題擴大前及早辨識並處理潛在風險。這不僅節省時間與資源，也有助於確保最終產品能達到最高品質與可靠度的標準。
Insight Analyzer 採取全面性的電路與功能視角，有別於其他以電路節點與元件為核心的解決方案。它能自動辨識邏輯閘、鎖存器、電流鏡與電平轉換器等結構，進而掌握整體架構。Insight Analyzer 提供了一個優異的平台，用於進行漏電與高阻抗檢查。
識別漏電問題
在 IC 設計中，管理漏電是其中一項關鍵挑戰，這種現象可能對元件的功耗、效能、面積（PPA）以及可靠度造成重大影響。漏電可能以多種形式發生，從寄生漏電、類比閘漏電到數位閘漏電等，都是必須審慎處理的重要課題。
類比閘漏電
透過消除從電源到接地之間、經由 MOSFET 串聯結構所產生的漏電路徑、閘極輸入懸空以及高阻抗狀態，來避免高電流消耗。不當的狀態與不可靠的結果將導致可靠度降低。
數位閘漏電
識別電源管理或電平不匹配問題，例如輸入端驅動不足（缺少電平轉換器）或處於高阻抗狀態下的懸空輸入。這些狀況會導致可靠度下降（出現不當狀態與不穩定結果），並造成高電流消耗。
寄生漏電
識別長期可靠度風險、元件劣化、短期風險以及電源效能不佳等問題。驗證是否存在透過寄生體二極體的漏電現象，以及 PMOS bulk 未偏壓至足夠高電位或 NMOS bulk 未偏壓至足夠低電位所造成的漏電情形。
Insight Analyzer 專為正面解決這些漏電問題而設計。透過先進的演算法，該工具能迅速且精準地識別電源域之間的漏電風險，以及各類電路可靠度相關問題。這種層級的電路分析至關重要，因為即使是極細微的電路變動，也可能對整體設計的品質與可靠度產生深遠影響。
輔助模擬分析
雖然電路模擬是 IC 設計師的重要工具之一，但它也有其限制。隨著設計日益複雜，包含多個電源域與大量相互連接的元件，要精確掌握潛在問題的位置變得更加困難。
Insight Analyzer 正是在靜態檢查與完整系統模擬之間，填補這項空缺。透過一種靜態 ERC 工具無法比擬的狀態導向分析方式，它能辨識出模擬可能遺漏的問題。這種互補性的分析方法可讓設計人員對整體設計有更全面的掌握，從而在問題變得嚴重之前及早處理。
STMicroelectronics 的實戰經驗：一項案例研究
Insight Analyzer 的強大並非只是理論，而是在實際應用中已被驗證。其中一個例子就是知名半導體製造商 STMicroelectronics 的使用經驗。
在 Siemens EDA User2User 研討會上，STMicroelectronics 團隊發表了一篇論文，分享他們在設計中偵測並處理高阻抗（HiZ）網路問題的過程。團隊意識到，雖然 HiZ 網路經常被視為潛在問題，但實際情況更為細緻。透過理解電路的應用情境與本地偏壓狀況，他們得以更深入掌握問題的真實本質與嚴重程度。
Insight Analyzer 在此過程中扮演了關鍵角色，使 STMicroelectronics 團隊得以提升驗證涵蓋率。團隊也讚賞該工具的易用性，表示使用者在初次接觸後短短數小時內即可上手操作。
早期可靠度驗證的重要性
隨著產業持續挑戰 IC 設計的極限，對強大可靠度驗證工具的需求前所未見地高。要有效減緩可靠度與漏電相關問題，必須採取主動式的策略，也就是採用前期驗證，將關鍵檢查項目整合進設計流程的初期階段。
Insight Analyzer 正站在這場變革的最前線，為設計人員提供所需工具，協助在問題擴大前即時識別與解決潛在風險。它不僅補足傳統模擬方法的不足，更具備進階的漏電分析能力，協助確保最終產品達到最高品質與可靠度標準。
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