內涵與智慧兼具　Siemens EDA高整合度平台迎戰複雜3D IC設計

為2.5D/3D IC設計打造的端對端平台化工具解決方案。Siemens EDA

半導體產業已從傳統單晶片架構邁向異質整合與多晶片封裝的新時代，為因應高效能運算（HPC）以及邊緣AI等新興應用對高頻寬、低功耗與小體積解決方案的需求，Chiplet與3D IC技術已成為今日顯學，卻也帶來全新挑戰；包括熱、應力等各種多物理場效應，以及複雜多晶片堆疊的測試與驗證，需要具備系統級視野的全新設計方法與工具，協助工程師在開發流程早期預測潛在問題、縮短驗證所需時間與產品上市時程。

為此Siemens EDA在４月中旬於新竹舉辦了一場技術論壇，邀集多位資深工程師與技術專家，分享目前3D IC設計技術的最新趨勢與挑戰，並詳細介紹該公司涵蓋前端布局規劃到後段驗證測試的完整EDA解決方案以及實務案例，讓現場聽眾深入了解如何透過Siemens EDA的高整合度平台化工具，建構支援跨領域協同合作與可視化的數位孿身（Digital Twins）設計環境，並透過AI技術的導入加速3D IC設計的商用落地。

Innovator3D IC：專為異質整合設計任務打造的中控台

在Siemens EDA針對2.5D/3D IC設計挑戰提供的平台化工具組合中，Innovator3D IC扮演了關鍵性的角色；是實現異質整合協同設計的核心中控台（cockpit），在單一環境中整合晶片、矽橋、RDL中介層（interposer）與封裝的建模資料統一管理，支援布局規劃、網表生成、邏輯撰寫（logic authoring）及原型製作、預測性分析等步驟，確保流程一致性與跨工具協作。

「元件模型資料對複雜3D IC設計來說非常重要，這些資料能讓不同的工具平台共享，以進行必要的分析與驗證；」Siemens EDA客戶技術經理王誌宏在論壇接受訪問時補充指出，透過Innovator3D IC平台，只要建立一次元件模型（也就是元件的「數位孿身」)資料庫，就可支援Siemens從3D IC布局規劃到製造提供的全流程解決方案共同使用──包括Xpedition Package Designer (xPD)與APRISA實體設計工具、Calibre 3DSTACK與HyperLynx DRC實體驗證平台，還有支援熱循環模擬、翹曲分析等機械設計的NX CAD軟體與Simcenter平台，支援多物理模擬的mPower、Calibre 3DThermal/3DStress工具，搭配系統級的SI/PI與熱分析工具HyperLynx、FloTHERM，可測試性設計(DFT)工具Tessent，以及PERC可靠度驗證工具等；這能大幅減少重複為不同工具建立模型資料的時間與人力。

除了能無縫整合Siemens Xcelerator系列軟體工具，王誌宏表示，Innovator3D IC平台也支援業界標準格式，包括LEF/DEF、Oasis，以及由台積電(TSMC)主導訂定、已成為IEEE標準的3Dblox，還有UCIe等介面IP通訊協議，因此也能與其他EDA友商的第三方工具串接；這有助於建立一個開放、高度整合的3D IC設計生態系。

支援多物理模擬「左移」　開啟智慧化3D IC設計新紀元

而Innovator3D IC扮演3D IC設計「中控台」可發揮的關鍵作用，除了支援不同工具平台的一致性模型資料來源，更重要的是能將設計主導權大幅度「左移」，在設計早期階段就支援完整的系統建模、跨領域模擬。

王誌宏表示：「這對3D IC設計來說尤其重要，以熱模擬為例，過去都是在晶片實作階段才進行；但3D堆疊晶片的結構相當複雜，必須要將熱模擬分析提早到布局階段，才不至於影響整個設計流程。」透過Innovator3D IC平台的統一視角，利用Calibre 3DThermal進行系統級熱模擬，設計團隊能在早期就進行全系統的熱模擬，預測溫度分布與潛在熱瓶頸，並將結果回注（back-annotation）至設計布局階段進行最佳化。

接著設計工程師可利用Siemens EDA的xPD實體設計平台建立完整的布局、堆疊結構與RDL路徑，為後續模擬與驗證提供準確的物理模型；而Calibre 3DSTACK則支援跨晶粒、跨層級的DRC/LVS驗證，確保連線正確。

而Siemens EDA也正加速將 AI 技術導入3D IC設計流程，從預測式操作介面、智慧化設計空間探索(DSE）起步，提供更友善的使用介面，協助工程師在高度複雜的異質整合架構中，快速做出最佳化決策，助力3D IC技術的普及化。

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