在這樣一個對數(shù)字電路處理有利的世界中，仿照技術(shù)更多地用來處理對它們晦氣的進(jìn)程。但這個現(xiàn)象或許正在改動。

我們生活在一個仿照世界中，但數(shù)字技術(shù)現(xiàn)已成為主流技術(shù)。混合信號處理方案曩昔包括許多仿照數(shù)據(jù)，只需求少量的數(shù)字信號處理，這種方案現(xiàn)已遷移到系統(tǒng)運(yùn)用中，在系統(tǒng)中第一次發(fā)生了模數(shù)轉(zhuǎn)化進(jìn)程。

仿照技術(shù)式微有幾個原因，其間一些是建立在自身缺陷上的。摩爾定律適用于數(shù)字電路而不是仿照電路;晶體管可以而且有必要做得更小，這有利于數(shù)字電路。但這對仿照晶體管的影響并不大，反而器件規(guī)范越小，仿照器件特性往往越差。器件的小型化一直是這個世界技術(shù)前進(jìn)的要害，在這一點上仿照技術(shù)不能跟上時代，逐漸被遺忘了。

工藝技術(shù)現(xiàn)已針對數(shù)字化進(jìn)行了優(yōu)化，這并不乖僻，但這對剩下的仿照元件造成越來越大的壓力。產(chǎn)品生命周期中的制造工藝改動和參數(shù)退化在仿照世界中更具挑戰(zhàn)性。這意味著仿照元件需求比數(shù)字元件更多的分析和美妙的規(guī)劃。

仿照技術(shù)仍然被以為是一種藝術(shù)，而且自動化并沒有以數(shù)字方法遷移到工具中，這意味著仿照出產(chǎn)力繼續(xù)下降。我們正在發(fā)現(xiàn)在芯片中，即便是非預(yù)期的仿照內(nèi)容也占有了SoC表面積很大的一部分，而且仿照器件的規(guī)劃需求很長時間，也要承當(dāng)風(fēng)險。

挖苦的是，跟著數(shù)字設(shè)備越來越小，芯片越來越大，SoC規(guī)劃的幾個方面初步看起來更像是仿照問題。時鐘和功率分配正在敏捷成為仿照問題。芯片依賴于PHY電路移動環(huán)繞系統(tǒng)移動數(shù)據(jù)，這些是仿照電路的特點。

關(guān)于不能兼容仿照內(nèi)容的芯片（基本上也就意味著一切芯片），上述幾個方面僅僅是為什么摩爾定律無法完結(jié)芯片總面積、功率、功用進(jìn)步的部分原因，缺少對仿照信號和器件的注重，這是數(shù)字芯片現(xiàn)在付出代價的原因。

業(yè)界對這一趨勢沒有任何論據(jù)。Morton CTO首席技術(shù)官Oliver King表明：“搶先的高級工藝非常適用于邏輯密度和功用規(guī)劃，因此仿照電路有必要遵循規(guī)劃規(guī)則所帶來的約束。同樣的情況是，這些進(jìn)程的建模并沒有針對仿照規(guī)劃進(jìn)行優(yōu)化。”

西門子商業(yè)顧問公司的產(chǎn)品營銷司理杰夫·米勒彌補(bǔ)說：“小功用規(guī)范的先進(jìn)工藝節(jié)點規(guī)劃確實可以滿意大規(guī)劃數(shù)字邏輯的需求。低電壓、低功耗和地成為的邏輯晶體管是促進(jìn)摩爾定理繼續(xù)想數(shù)字方向展開的要害因素。但是，關(guān)于仿照規(guī)劃團(tuán)隊來說，將其用于越來越小的特征規(guī)范的優(yōu)點并不能轉(zhuǎn)化。雖然在16nm及以下確實有許多仿照規(guī)劃正在運(yùn)用finFET和多模式化的工藝節(jié)點，但這一般是容許大數(shù)字和仿照（元件）在同一個芯片（die）上共存。”

工藝技術(shù)

有跡象標(biāo)明，跟著摩爾定律的放緩，這種情況或許會發(fā)生改動。Synopsys的TCAD產(chǎn)品營銷司理Ric Borges說：“創(chuàng)造工藝規(guī)劃的公司有它們自己注重的三個重要方面。本錢是非常重要的，而且有必要與功用、功率特性和可靠性相平衡，一些比如轎車和醫(yī)療之類的運(yùn)用，在可靠性方面非常嚴(yán)厲，而其他運(yùn)用則不那么嚴(yán)厲。”

Borges指出，有許多仿照工藝運(yùn)用較大的功用規(guī)范。“許多人仍在180和130nm規(guī)范內(nèi)制造。在該基準(zhǔn)線內(nèi)，或許存在處理不同功率或電壓水平的衍生物。”

或許需求不同的思考方法來處理問題。“高電壓晶體管的規(guī)范往往沒有得到很好的優(yōu)化。”Microsemi的集成電路工程總監(jiān)Mathieu Sureau說：“在某些情況下，鑄造廠或許只會供應(yīng)比我們需求的更高的給定電壓擊穿，這讓我們面對兩個挑選 ——不去做任何改動，我們將面對規(guī)范丟掉;或許開發(fā)我們自己的器件，但這不是最佳方案，因為我們需求驗證它的可靠性。”

混合信號一般有必要使用更多的現(xiàn)代工藝來獲得必要的數(shù)字密度。Synopsys產(chǎn)品營銷副總裁Tom Ferry說：“我們初步看到工藝技術(shù)公司選用數(shù)字28nm制程并創(chuàng)建衍出產(chǎn)品。這些是針對具有比傳統(tǒng)28nm技術(shù)具有更多仿照或功率內(nèi)容的特定規(guī)劃。”

仿照規(guī)劃規(guī)則或許包括額定的雜亂性。Miller指出：“在集合數(shù)字化的工藝節(jié)點中，規(guī)劃規(guī)則首要是確保可制造性和產(chǎn)值。在仿照技術(shù)中，一般還有其他規(guī)劃規(guī)則用于捕獲許多‘仿照效應(yīng);，例如良好的附近效應(yīng)（proximity effects）、應(yīng)力效應(yīng)（因為STI等）和模式改動（proximity effects）效應(yīng)。它們或許導(dǎo)致晶體管規(guī)范大于最小可制造規(guī)范，用于精確或匹配區(qū)域。換句話說，仿照技術(shù)一般會仿照高級節(jié)點中更大特征規(guī)范的工藝，然后進(jìn)一步降低了仿照模塊的工藝縮放的優(yōu)勢。”

但是存在一些問題，有人從中看到了機(jī)遇。Sureau指出：“Guarding / latchup原則/ PDK規(guī)則關(guān)于許多設(shè)備一般很差或不存在。這為規(guī)劃團(tuán)隊供應(yīng)了或許獲得優(yōu)勢的空間，或許至少與其他團(tuán)隊有所區(qū)別，要害在于他們怎么以最優(yōu)化的方法克服這些問題。”

Synopsys以為， TCAD技術(shù)越來越多的運(yùn)用幫忙代工廠優(yōu)化和出產(chǎn)衍出產(chǎn)品工藝技術(shù)。TCAD選用晶體管的物理表征，并對晶體管的制造拼裝進(jìn)行了物理描繪。然后，一旦定義了物理結(jié)構(gòu)，就可以進(jìn)入設(shè)備仿照來分析功用。“它還可以確認(rèn)怎么批改制造進(jìn)程，以便可以完結(jié)我想要在我的產(chǎn)品中運(yùn)用的一些器件級或電路級特性，” Borges解說說，“這可以在任何晶圓被創(chuàng)建之前完結(jié)，而且可以顯著縮小我們需求探究的空間。然后，您或許需求進(jìn)行一些晶圓運(yùn)轉(zhuǎn)來驗證仿真是否正確。這可以做得更快，因為有許多不合理的部分現(xiàn)已被消除了。”

競賽格局

跟著我們遷移到finFET，數(shù)字電路再次遭到喜歡。“為7nm的 finFET數(shù)字規(guī)劃PLL非常困難。”Ferry說“仿照規(guī)劃很難。 finFET首要用于數(shù)字化。”

Miller證明：“FinFET對仿照來說并不是很友愛。規(guī)劃人員僅限于少量設(shè)備規(guī)范，互連寄生效應(yīng)往往更難處理，而且還需求考慮更多與layout相關(guān)的效應(yīng)，有必要完結(jié)設(shè)備之間的良好匹配。”

跟著轎車成為半導(dǎo)體消費(fèi)大戶，未來或許會有好消息。 “經(jīng)過TCAD，工藝規(guī)劃公司可以了解它們關(guān)于PLLs和其他仿照部件的作業(yè)作用。”Ferry說：“跟著芯片進(jìn)入轎車商場的仿照內(nèi)容越來越多，可靠性也越來越重要，因為它們的商場越來越大，所以我們會有更多的類型。 今天轎車規(guī)劃的芯片比五年前要多。 這使得他們值得投資更多的錢，以便獲得更多的生意。我們需求平衡這個郭晨，以滿意集成部件的數(shù)字和仿照需求。”

需求許多仿照芯片的芯片，包括傳感器、電源辦理、集成MEMS和成像運(yùn)用等組件，并不急于獲得數(shù)字支撐的最新節(jié)點。許多這些組件中需求與高電壓相互作用，對噪聲非常靈敏，并受益于規(guī)范邏輯進(jìn)程中無法獲得的特殊器件類型和阻隔技術(shù)。 Miller說：“這導(dǎo)致了專門從事仿照才能的“超摩爾” 工藝節(jié)點的興起。這些技術(shù)是新的工藝風(fēng)格，但運(yùn)用于更大的特征規(guī)范（高達(dá)180nm！），而且支撐雙極晶體管、高壓DMOS器件（一些器件可以處理逾越100V！），以及埋井和其他阻隔戰(zhàn)略，容許高精準(zhǔn)仿照與喧嘩數(shù)字共存。 當(dāng)仿照是規(guī)劃的要害需求時，我們看到許多客戶挑選這些工藝。”

分出輸贏

現(xiàn)已開發(fā)了規(guī)劃技術(shù)來幫忙仿照電路克服其間的一些問題。比如包括后期校準(zhǔn)和仿照電路的數(shù)字輔佐，以動態(tài)調(diào)整改動。 這些不是免費(fèi)的。 數(shù)字補(bǔ)償?shù)囊粋€比如是流水線ADC。 這具有核算開銷和數(shù)字的延遲，意味著補(bǔ)償比純仿照完結(jié)更慢，并增加了總功耗。

在技術(shù)節(jié)點上也或許有讓步的境地。“關(guān)于混合信號規(guī)劃來說，數(shù)字內(nèi)容巨大，但這不足以證明跳轉(zhuǎn)到finFET的合理性，我們看到許多針對65nm的規(guī)劃是一個不錯的中心位置。” Miller說：“關(guān)于需求一些射頻功用的規(guī)劃，例如針對邊際設(shè)備商場的規(guī)劃，這一點特別如此。”

可靠性

老化模型（Aging models）現(xiàn)已基于數(shù)字電路開發(fā)，而且在生命周期中，對仿照/ RF可靠性的注重不多。關(guān)于有必要確保產(chǎn)品壽數(shù)的轎車和醫(yī)療運(yùn)用來說，這或許會成為一個更大的問題。許多仿照電路依賴于匹配，這意味著假設(shè)兩個組件老化程度和方法不類似，則會發(fā)生其他問題。這或許導(dǎo)致更頻繁的從頭校準(zhǔn)，也或許導(dǎo)致更雜亂的規(guī)劃。 假設(shè)器件無法從頭連接到測試儀進(jìn)行校準(zhǔn)，也或許意味著芯片或系統(tǒng)需求額定的雜亂性。

較小的幾何形狀具有更多的可變性。“因為我們可以以許多的細(xì)節(jié)來仿照制造工藝，所以我們可以在制造工藝流程中注入可變性”，Borges說：“跟著規(guī)劃的不斷擴(kuò)大，這一趨勢正變得越來越重要。一般，關(guān)于與數(shù)字相關(guān)的仿照運(yùn)用，如設(shè)備匹配來說，這些作用變得更為重要。需求精心規(guī)劃的進(jìn)程來完結(jié)著一些功用。”

有必要留意，不需求對這些模型發(fā)生太多的絕望心境。“重要的是保持相關(guān)變異的來歷，因為實際上，一些變異性來歷或許在某種程度上相互抵消。”他說。

定論

業(yè)界長期以來對數(shù)字化的注重現(xiàn)已導(dǎo)致仿照技術(shù)被盡或許地擠出圈子，但仿照總是有必要的。今天，當(dāng)仿照內(nèi)容很重要是，關(guān)于這個問題的答案是，留在較大的節(jié)點上，但是代工廠的額定盡力或許發(fā)生一些更好的折中方案，容許數(shù)字和仿照可以集成而不會有不公平的成見。轎車或許是推動這一趨勢的職業(yè)。