深化DTCO战略，概伦电子一站式工程服务深度联动设计与制造
2023-03-20
随着摩尔定律的不断发展，工艺平台的推进使芯片的设计、制造风险不断提高，成本也随之快速提升。而为了确保最终产品的性能和良率，业界对EDA提出了更高的要求，其重要性和价值也相应不断提升。
对于生态建设而言，EDA不仅仅是软件，更是集成电路设计和制造方法学的载体，串联起了芯片行业的上下游，从一开始的芯片构思，到中期设计，再到仿真、验证、实现，到制造工艺研发、工艺优化、设计流片，然后提升良率以及后续封装测试，都需要借助EDA工具来完成。
可以理解为，EDA在芯片设计和制造端发挥的价值，对于产业的竞争力至关重要。
近年来，在行业需求和国产替代的多重因素推动下，国产EDA行业发展迅速，诞生了一批优秀的国产EDA企业。以国内“EDA第一股”概伦电子为例，通过在行业多年深耕，概伦电子已经打造了业界领先的EDA解决方案，先后开发了制造类EDA工具和全定制设计类EDA工具，可有效支撑7nm/5nm/3nm等先进工艺节点下的大规模复杂集成电路的设计和制造，帮助晶圆厂在工艺开发阶段评估优化工艺平台的可靠性和良率等特性，建立精确的器件模型、PDK和标准单元库，并通过快速精准的电路仿真帮助集成电路设计企业有效预测芯片的性能和良率，优化电路设计。
同时，在半导体器件特性测试领域，概伦电子还能提供器件电学性能/可靠性/噪声测试系统等，进一步满足晶圆厂和芯片设计企业对测试数据多维度和高精度的要求。
然而，随着芯片行业的蓬勃发展，芯片量呈几何倍数增长，芯片已经进入融合时代，一颗芯片上承载的功能越来越多，工艺越来越复杂，新器件类型层出不穷，众多驱动因素推动芯片设计配套生态也亟待完善和升级。
面对行业难题和客户痛点，概伦电子提供一站式工程服务解决方案，其中包括IP设计与开发服务，标准单元库设计与特征化，SPICE建模与PDK开发，以及测试结构设计与晶圆测试服务等，帮助产业解决工艺潜力挖掘、工艺迁移、新工艺开发等的需求，通过DTCO的设计方法学加快和加深工艺和设计的联动，并以此推动概伦基于DTCO理念的应用驱动的EDA全流程的推广和落地。
【一站式工程服务解决方案】
依托先进晶圆测试实验室和超大规模EDA计算中心两大自有平台，概伦电子打造了一支由业界专家团队组成的工程服务团队，长期为国内外客户提供一站式工程服务解决方案，并可根据客户具体需求，提供相关的技术咨询、人才培训等服务，进一步帮助市场和客户应对市场挑战。
而之所以能够为客户提供优质、高效的服务，则绕不开概伦电子工程服务方案的特点和优势。
先进晶圆测试和器件建模服务
具体来看，在先进晶圆测试和器件建模领域，概伦电子投资近亿元建设了业界领先的量产级先进测试实验室，配备各种先进的测试仪器，包括12英寸的半自动和全自动的探针平台、B1500A、4200A，以及射频相关设备和概伦电子自研的测试仪器，比如FS-Pro半导体参数测试系统及9812低频噪声测试系统等，用于提高测试效率。
据介绍，该实验室能为芯片设计和制造企业提供大量优质且全面的测试服务，例如IV、CV、PIV，以及1/f 噪声和RTN噪声等半导体特性测试；HCI、BTI、TDDB等可靠性测试，以及射频相关的测试服务。同时，实验室还引入了超低温的探针台，温度范围可低至4K，能够为用户提供更多超低温方面的测试服务。此外，实验室还计划将为用户提供超高压测试服务。
另外，在业界最关心的数据安全方面，概伦电子实验室配备有专用的服务器和存储系统，提供24小时实时监控，对数据提供高级别的安全权限管理，消除用户对测试数据安全的担忧。
在SPICE建模能力方面，概伦电子拥有十多年国际领先的器件建模行业经验，能够支持包括平面工艺以及FinFET工艺在内的所有工艺建模服务，具有业内最全面的器件建模能力和工程经验，并长期为用户提供包括FinFET先进工艺节点在内的MOS器件模型。除此之外，在无源器件、SRAM、射频器件、III-V器件、可靠性建模领域也经验丰富。
概伦服务团队不仅可以为客户提供专业的建模服务，还能提供从测试结构设计到数据测试、器件建模的完整解决方案。
据了解，由于不同工艺对测试结构的需求不同，器件测试结构作为整个模型测试的基础，其完整性和质量很大程度上决定了SPICE建模型的质量和模型覆盖全面性。
从上图能看到，概伦电子的测试结构设计流程覆盖了从器件种类和连接方式确定、器件测试结构和尺寸变化Matrix设计到生成Manual后，再通过自开发工具实现自动化的到版图生成，再经过DRC和LVS的检查和修改，最终确定整体测试结构版图的面积、Floor plan到最后Tapeout的整套开发流程。
在测试结构设计方面，概伦电子拥有丰富的行业工程经验，支持工艺技术节点全面，测试结构类型丰富，已成功向多个客户交付设计服务项目。由于在开发过程中结合了其自主开发的Testkey Layout工具，能实现测试结构版图的高度自动化，极大提高工作效率，易于批量修改和更新，保证交付质量和效率。
综合来看，概伦电子在晶圆测试和器件模型开发和测试结构设计开发方面拥有诸多优势：
数据测试方面：拥有技术领先的大规模先进晶圆测试实验中心；配备专业的测试软件和专业测试服务团队；实验中心成立以来已积累超过数万小时的测试服务项目经验；
器件建模方面：概伦SPICE模型软件技术具备行业核心竞争力和技术领先性；模型服务项目经验非常丰富，长期为各大全球领先的芯片制造厂和设计公司提供服务；模型服务团队技术背景雄厚，深得客户信赖。
这些经验和优势确保了概伦电子工程服务部门能为众多客户提供专业的测试和器件建模服务，也获得了国内外行业领先客户的认可。
全套PDK开发服务
随着国内外芯片制造厂的不断增加，越来越多的客户在器件测试和建模服务需求之外，对完整PDK的服务需求也在增多。概伦电子工程服务团队可为客户提供各种工艺节点的全套PDK开发服务，并已积累了丰富的工程经验。
针对PDK开发服务，概伦电子可提供覆盖PCell、DRC、LVS、PEX等PDK全部组件的开发服务；并支持业界主流的EDA工具和平台，提供技术咨询和培训。PCell开发是PDK开发的核心工作，随着工艺越来越先进，PCell单元库元器件种类甚至可能达到上百个，PCell复杂度越来越高，开发周期变长，容易出现质量问题，对开发人力和经验都提出了较高要求。
概伦PCell开发服务依托自有自动化PDK开发与验证工具PCellLab和PQLab工具，能极大的减少对人员经验的依赖，显著提高效率，成为PDK开发服务的强有力保障。据了解，2022年概伦电子就交付了多个Foundry 的完整PDK服务项目，大幅提升了开发效率，降低开发时间成本。
此外，随着第三代半导体、汽车电子以及超导量子等新兴领域的发展和兴起，概伦电子在新材料和新器件方面也有布局，针对氮化镓、碳化硅材料器件在高压、高频等方面的应用需求以及功率器件的电学特性，为客户提供完整的从测试到建模以及仿真的方案。
客户定制化IP解决方案
随着集成电路工艺技术不断进步、芯片的性能要求及设计规模不断提升，为有效降低芯片开发成本、缩短开发周期、提升产品竞争力，以IP复用为基础的SoC设计成为集成电路行业的重要发展方向，半导体IP的重要性不断提高。
半导体IP作为集成电路设计行业的上游，是构建芯片底层架构的核心要素，具有较高的技术难度和价值含量，越来越成为芯片设计中的关键组成部分。
概伦电子在发展过程中也积极对IP开发进行布局，目前可为代工厂和设计公司提供从基础IP、模拟IP到数字IP的开发服务，包含标准单元库，GPIO，SRAM compiler，eFUSE compiler, PLL , ADC, LDO, DC-DC，Temp Sensor等各种类型的IP；覆盖从0.18微米、0.13微米、55纳米、40纳米到28纳米以及7纳米FinFET的各个工艺节点。另外，概伦电子还提供IP library的Re-K，芯片定制ASIC后端设计、技术咨询以及人才培训等服务。
当前，随着工艺变得越来越先进，标准单元库的单元数量越来越多，设计中需要用到的PVT corner的数量也越来越多，建库和K库的工作对软硬件资源是一个巨大挑战。而概伦电子在标准单元库建库和K库领域具备诸多优势，在硬件方面，概伦电子计算中心拥有10万核CPU的计算资源；在软件方面，其拥有自研的标准单元库K库软件NanoCell以及高精度SPICE仿真器NanoSpice；另外概伦还拥有一支专业的标准单元库开发团队，依托上述人力、近乎不受限制的软硬件资源，概伦工程服务团队可以用更短的周期向客户交付高质量的标准单元库开发和K库项目。
除了IP开发服务，概伦电子也能够根据客户的需求提供从芯片定义、设计到流片测试的一站式芯片定制服务。该服务覆盖的应用范围包含电源管理、功率、通信、传感、自动控制等类别芯片，同时还能为客户提供完善的中后端设计定制服务，助力客户开发优秀的芯片产品。
综合上述内容可见，概伦电子工程服务为行业客户提供的一站式“交钥匙”工程服务拥有诸多优势：
拥有自己的EDA工具和产品，在技术上处于领先水平；
全面的解决方案，工程服务覆盖从SPICE测试结构设计、Layout、数据测试到模型提取、PDK及IP开发的全面解决方案。产品覆盖版图软件、测试软件、测试硬件、建模软件、仿真软件和建模、设计方法等；
工程服务历史悠久，至今已为领先的Foundry和设计公司提供工程服务超过10年，经过众多顶尖客户验证和广泛采用，以专业的技术深受客户的信赖和赞赏；
工程服务经验丰富，概伦电子为客户提供了上百个不同工艺平台的工程服务项目，完成数千个器件模型、PDK以及IP的开发工作，积累了丰富的工程实践经验，完善了工程项目的管理流程。
也正因为这些优势，有力地保障了概伦电子可以持续不断地为客户提供业界领先的专业工程服务。
截至目前，基于概伦电子一站式工程服务解决方案的领先性、专业性等特点，连续多年为科研机构、集成电路设计公司、代工厂和IDM厂商提供专业优质的工程服务，并保证项目的高质量和高效率交付。
【打造DTCO理念的EDA生态】
能够看到，作为一家EDA公司，一方面概伦电子可以利用自研的EDA工具为工程服务提供技术支撑、提高服务效率和质量，另一方面在工程服务中持续积淀的开发流程和设计方法学又可以反馈到EDA工具和产品的开发中，从而形成一个良性的循环。
同时，概伦电子的工程服务业务还能充分发挥其对公司EDA软件产品的引流效能，有效拓宽了公司EDA软件产品的销售渠道，加快了公司EDA软件产品的客户推进和导入进展。
通过EDA工具与设计支持工程服务联动，概伦电子打通了设计和制造工艺的闭环流程，推动集成电路设计、制造和多方位工程服务的深度联动。
环顾当今全球EDA产业发展进程，除了技术创新和突破之外，作为一种推动集成电路设计与制造领域的深度和高效联动的方法学，DTCO成为业内关注的重点。
在全球范围内，DTCO方法学得到了领先EDA公司的认可，Synopsys、Cadence等EDA巨头与其关键合作伙伴在部分应用领域进行了尝试，也推出了基于DTCO方法学的EDA流程和解决方案。可见，构筑全流程EDA工具，打造联动制造与设计的EDA产品生态是必然选择。
概伦电子深知工艺与设计联动的重要性和价值所在，自成立之初，概伦电子便以“提升集成电路设计和制造竞争力的良率导向设计”理念为指导进行前瞻性的技术研发和产品布局，并经过多年积累进一步演进成为新的“设计-工艺协同优化（DTCO）”方法学。
十余年来，概伦电子一直循着DTCO流程联动和加速去拓展产品线链条，以用户需求和提升市场竞争力为导向，持续进行技术开拓创新和产品研发升级，快速地向制造端EDA全流程和设计定制全流程的目标迈进，其创新的EDA方法学、专业的产品和服务价值得到了行业的高度认可，已成功打入多家国际领先的集成电路设计及制造企业。
而半导体工程服务，则是概伦电子利用自有的EDA工具和测试设备，基于自身在建模建库领域多年积累的经验和能力，为客户提供半导体器件特性测试、器件建模、PDK、标准单元库和IP等专业服务。该服务与其他各类产品相互配合，可组成更为完善、附加值更高的解决方案，亦可促进客户对其他产品更为高效的使用，从而为概伦电子EDA解决方案的推广和落地奠定了坚实的基础。
综合来看，概伦电子在具备高价值的落地场景和应用需求的前提下，用相对较短的时间、较少的人员规模和投入，打造了全新的设计方法学和流程，逐渐形成具有技术竞争力的EDA工具和工程服务，并在国际主流市场获得产品验证机会，在多环节和维度上实现了对国际EDA巨头全流程垄断的突破。
【助力国产半导体行业新繁荣】
EDA行业作为集成电路行业的重要支撑，处在集成电路行业的最前端。随着集成电路行业的技术迭代，对EDA工具的重视程度与日俱增，依赖性也随之增强。同时，众多新兴应用场景的不断出现和系统复杂性的提升也对EDA工具产生了新的需求。
中国作为全球规模最大、增速最快的集成电路市场，国产EDA有着巨大的发展空间和市场潜力。近年来，随着国际贸易摩擦影响，国家和市场对国产EDA行业的重视程度不断增加，上下游协同显著增强，国内EDA企业在产业政策、产业环境、投资支持、行业需求、人才回流等各方面利好影响下逐渐兴起。
在当前行业环境和发展趋势下，概伦电子的全面布局和快速发展给国产EDA行业注入了一剂强心剂。
在广阔市场需求和技术演进的推动下，概伦电子未来将持续扩充与完善研发团队，优化资源配置，围绕工艺与设计协同优化进行技术和产品的战略布局，致力于以目前拥有的核心EDA技术为基础，提供专业高效的EDA流程和工具支撑，以及半导体器件特性测试和一站式工程服务方案等多方位服务，提高集成电路行业的整体技术水平和市场价值。
