Методы ускорения процесса изготовления изделий.

Методы ускорения процесса изготовления изделий.

Высокие темпы роста и сокращение сроков изготовления изделий, характерные для сегодняшнего состояния рынка специализированных ИС, стали возможными только благодаря наличию доступных средств автоматизированного проектирования. Эти средства снижают стоимость и продолжительность разработки ИС, а также риск при их проектировании, принимая на себя многие трудоемкие задачи проектирования на каждом из этапов — от логического проектирования (разработки субблоков) до электрического моделирования и разработки топологии схем. Средства автоматизированного проектирования и в дальнейшем будут применяться в широких масштабах и совершенствоваться по мере повышения сложности разрабатываемых ИС; в этих системах будут предусмотрены средства обработки данных, позволяющие автоматизировать весь процесс изготовления ИС, в том числе средства описания технологического процесса, описания и генерации тест-программ и генерации программ для автоматического управления оборудованием монтажа и сборки кристаллов. Одно из главных направлений автоматизации проектирования — автоматизация проектирования топологии, т. е. автоматического размещения элементов и трассировки межсоединений.

Несмотря на то, что сложность СБИС практически исключает возможность составления всего комплекта топологической документации вручную, такие методы получили достаточно широкое распространение при размещении нерегулярных структур, а их возможности значительно увеличились благодаря внедрению новых графических систем проектирования. Основное преимущество ручных методов — высокая плотность упаковки создаваемых схем и возможность использования площадей, оставшихся незаполненными после размещения узлов с регулярной структурой. Среди ручных методов проектирования топологии следует отметить метод преобразования графических данных в цифровую форму, который заключается в составлении чертежей топологии с большим увеличением; на втором этапе в ЭВМ вводятся топологические данные, полученные с помощью кодировщика графической информации. Степень взаимодействия человека с ЭВМ очень низкая; кодировка топологической информации связана лишь с небольшим расходом вычислительных средств и занимает всего 5% от общего» времени.

Другой метод — интерактивный ввод данных с графического терминала, в котором чертеж выполняется непосредственно на экране дисплея, причем часто исходным материалом служит нарисованный от руки эскиз.

В целях облегчения процесса полностью заказного проектирования топологии используются символьные методы, которые; представляют собой средство абстрактного описания детальной, топологии в задаче разработки фотошаблонов. Для них характерна плотность упаковки, достижимая при ручном методе, а сроки выполнения и количество ошибок получаются существенно меньшими. К числу символьных методов относится метод разработки топологии по координатной сетке с фиксированным шагом, когда на чертеж наносится разметка с постоянным шагом вдоль вертикальной и горизонтальной осей. Шаг сетки характеризует минимальные размеры или допуск на размещение элементов, которые требуется обеспечить в заданном технологическом процессе. Как пример технологий, для удобного и быстрого размола сыпучего продукта рекомендуется приобретать вальцы мукомольные. Для каждой комбинации послойных чертежей в пределах ячейки сетки выделяется некоторый символ. Упрощение геометрических норм разгружает конструктора от решения многих частных задач и способствует обеспечению независимости проектов от технологии изготовления. Уменьшение плотности упаковки на 10—20% по сравнению с ручными методами компенсируется сокращением времени разработки топологии на 50—75%.

Перспективным методом проектирования топологии служит метод стандартных блоков, который обеспечивает сокращение сроков проектирования и высокую степень защиты от ошибок.. Для каждого конкретного технологического процесса и предполагаемой области применения разработчик компонует схему из стандартных элементов, сведения о которых хранятся в библиотеках. Метод стандартных блоков основан на размещении набора блоков в виде регулярных полос, разделенных каналами для трассировки. Регулярность топологии позволяет реализовать алгоритмы автоматического размещения и трассировки.

В целях оптимизации соотношения между временем проектирования и качеством разработки используются методы полузаказного проектирования, в которых топологические вопросы рассматриваются на ранних стадиях проектирования. Наибольшее распространение получили методы на основе вентильных матриц (ВМ), макроячеек, программируемых логических матриц (ПЛМ). В БИС/СБИС на основе ВМ вся подложка заполняется вентилями, имеющими единообразную топологию. Для соединения вентилей предусмотрены стандартные каналы.