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

我們生活在一個仿照世界中，但數字技術現已成為主流技術。混合信號處理方案曩昔包括許多仿照數據，只需求少量的數字信號處理，這種方案現已遷移到系統運用中，在系統中第一次發生了模數轉化進程。

仿照技術式微有幾個原因，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，這有利于數字電路。但這對仿照晶體管的影響并不大，反而器件規范越小，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前進的要害，在這一點上仿照技術不能跟上時代，逐漸被遺忘了。

工藝技術現已針對數字化進行了優化，這并不乖僻，但這對剩下的仿照元件造成越來越大的壓力。產品生命周期中的制造工藝改動和參數退化在仿照世界中更具挑戰性。這意味著仿照元件需求比數字元件更多的分析和美妙的規劃。

仿照技術仍然被以為是一種藝術，而且自動化并沒有以數字方法遷移到工具中，這意味著仿照出產力繼續下降。我們正在發現在芯片中，即便是非預期的仿照內容也占有了SoC表面積很大的一部分，而且仿照器件的規劃需求很長時間，也要承當風險。

挖苦的是，跟著數字設備越來越小，芯片越來越大，SoC規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電路移動環繞系統移動數據，這些是仿照電路的特點。

關于不能兼容仿照內容的芯片（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芯片總面積、功率、功用進步的部分原因，缺少對仿照信號和器件的注重，這是數字芯片現在付出代價的原因。

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

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

工藝技術

有跡象標明，跟著摩爾定律的放緩，這種情況或許會發生改動。Synopsys的TCAD產品營銷司理Ric Borges說：“創造工藝規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，一些比如轎車和醫療之類的運用，在可靠性方面非常嚴厲，而其他運用則不那么嚴厲。”

Borges指出，有許多仿照工藝運用較大的功用規范。“許多人仍在180和130nm規范內制造。在該基準線內，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。“高電壓晶體管的規范往往沒有得到很好的優化。”Microsemi的集成電路工程總監Mathieu Sureau說：“在某些情況下，鑄造廠或許只會供應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，我們將面對規范丟掉;或許開發我們自己的器件，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代工藝來獲得必要的數字密度。Synopsys產品營銷副總裁Tom Ferry說：“我們初步看到工藝技術公司選用數字28nm制程并創建衍出產品。這些是針對具有比傳統28nm技術具有更多仿照或功率內容的特定規劃。”

仿照規劃規則或許包括額定的雜亂性。Miller指出：“在集合數字化的工藝節點中，規劃規則首要是確保可制造性和產值。在仿照技術中，一般還有其他規劃規則用于捕獲許多‘仿照效應;，例如良好的附近效應（proximity effects）、應力效應（因為STI等）和模式改動（proximity effects）效應。它們或許導致晶體管規范大于最小可制造規范，用于精確或匹配區域。換句話說，仿照技術一般會仿照高級節點中更大特征規范的工藝，然后進一步降低了仿照模塊的工藝縮放的優勢。”

但是存在一些問題，有人從中看到了機遇。Sureau指出：“Guarding / latchup原則/ PDK規則關于許多設備一般很差或不存在。這為規劃團隊供應了或許獲得優勢的空間，或許至少與其他團隊有所區別，要害在于他們怎么以最優化的方法克服這些問題。”

Synopsys以為， TCAD技術越來越多的運用幫忙代工廠優化和出產衍出產品工藝技術。TCAD選用晶體管的物理表征，并對晶體管的制造拼裝進行了物理描繪。然后，一旦定義了物理結構，就可以進入設備仿照來分析功用。“它還可以確認怎么批改制造進程，以便可以完結我想要在我的產品中運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建之前完結，而且可以顯著縮小我們需求探究的空間。然后，您或許需求進行一些晶圓運轉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已被消除了。”

競賽格局

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

Miller證明：“FinFET對仿照來說并不是很友愛。規劃人員僅限于少量設備規范，互連寄生效應往往更難處理，而且還需求考慮更多與layout相關的效應，有必要完結設備之間的良好匹配。”

跟著轎車成為半導體消費大戶，未來或許會有好消息。 “經過TCAD，工藝規劃公司可以了解它們關于PLLs和其他仿照部件的作業作用。”Ferry說：“跟著芯片進入轎車商場的仿照內容越來越多，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和成像運用等組件，并不急于獲得數字支撐的最新節點。許多這些組件中需求與高電壓相互作用，對噪聲非常靈敏，并受益于規范邏輯進程中無法獲得的特殊器件類型和阻隔技術。 Miller說：“這導致了專門從事仿照才能的“超摩爾” 工藝節點的興起。這些技術是新的工藝風格，但運用于更大的特征規范（高達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略，容許高精準仿照與喧嘩數字共存。 當仿照是規劃的要害需求時，我們看到許多客戶挑選這些工藝。”

分出輸贏

現已開發了規劃技術來幫忙仿照電路克服其間的一些問題。比如包括后期校準和仿照電路的數字輔佐，以動態調整改動。 這些不是免費的。 數字補償的一個比如是流水線ADC。 這具有核算開銷和數字的延遲，意味著補償比純仿照完結更慢，并增加了總功耗。

在技術節點上也或許有讓步的境地。“關于混合信號規劃來說，數字內容巨大，但這不足以證明跳轉到finFET的合理性，我們看到許多針對65nm的規劃是一個不錯的中心位置。” Miller說：“關于需求一些射頻功用的規劃，例如針對邊際設備商場的規劃，這一點特別如此。”

可靠性

老化模型（Aging models）現已基于數字電路開發，而且在生命周期中，對仿照/ RF可靠性的注重不多。關于有必要確保產品壽數的轎車和醫療運用來說，這或許會成為一個更大的問題。許多仿照電路依賴于匹配，這意味著假設兩個組件老化程度和方法不類似，則會發生其他問題。這或許導致更頻繁的從頭校準，也或許導致更雜亂的規劃。 假設器件無法從頭連接到測試儀進行校準，也或許意味著芯片或系統需求額定的雜亂性。

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節來仿照制造工藝，所以我們可以在制造工藝流程中注入可變性”，Borges說：“跟著規劃的不斷擴大，這一趨勢正變得越來越重要。一般，關于與數字相關的仿照運用，如設備匹配來說，這些作用變得更為重要。需求精心規劃的進程來完結著一些功用。”

有必要留意，不需求對這些模型發生太多的絕望心境。“重要的是保持相關變異的來歷，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

業界長期以來對數字化的注重現已導致仿照技術被盡或許地擠出圈子，但仿照總是有必要的。今天，當仿照內容很重要是，關于這個問題的答案是，留在較大的節點上，但是代工廠的額定盡力或許發生一些更好的折中方案，容許數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。