集成电路封装设计中直流跌落分析的“大石头”方法

高性能计算半导体封装设计的关键分析需求

如今，随着封装中芯片数量的增加，对功率的要求也在不断提高，从功率传输的角度来看，这是一个巨大的挑战。能够分析核心功率并了解是否有足够的过孔和铜来满足IC电流要求是成功的关键。

在设计中使用越来越多的芯片使得功率传输更具挑战性。当你有一个单片芯片时，电源传输问题相当简单(但仍然可能很难，这取决于你有多少个电源域)。你知道输入的电压，你知道你的设备所需的轨道上的峰值电流需求。从核心功率分析的角度来看，您可能想要做一些事情来验证您具有良好的连接性，但这并不像您开始将多个die放入系统(如高密度异构封装)那样具有挑战性。

在这种情况下，你不仅要尝试通过多个导轨提供电力，而且电流传输路径的复杂性也会增加，因为你现在有多个位于不同位置的模具从导轨中提取电流。此外，你有更少的空间比你会在一个单一的单片封装能够提供电压和电流的芯片。随着密度的增加，您可能没有足够的铜来满足所有小芯片的设计要求，这可能导致封装中增加额外的层，以支持所有这些不同芯片的当前要求。

为了确保在这些复杂的HDAP(高密度高级封装)设计中拥有正确的架构和向所有小芯片提供功率的能力，您确实必须拥有像HyperLynx DC Drop这样的工具，以便能够及早预测设计行为并做出正确的布局权衡。

能力挑战

从设计和分析的角度来看，整个HDAP行业的设计师都面临着工具能力的挑战。有这么多过孔和这么多引脚，直流下降分析或任何其他类型的分析是一个挑战。它将EDA工具扩展到了极限。

标准的方法是包设计人员将所有内容路由，然后交给PI专家签字。然后，他们可能会建议更改电源传输以优化设计要求，但当反馈反馈给您(包装设计师)时，这基本上意味着要对设计进行彻底的返工，与他们在设计过程中更早地获得输入相比，更改的成本要高得多。

在Xpedition包设计流程中，我们提出了方法论更改建议。您确实需要在设计过程的早期了解性能，并将功能交给包设计人员。将良好的分析功能与您的包装设计流程集成在一起，使您能够在您熟悉的工具中对电源导轨进行分析。

这里的想法是，我们使设计师能够获得足够好的信息来做出设计选择，并在最终签署状态之前提高设计质量。我所说的“足够好”是什么意思?

“大石头”方法

试着尽早发现大问题(岩石)来改善你的最终结果。我们并不是在试图挖掘杂草，并寻求最高水平的准确性，以签署的目的。你的路上有一块巨石，你无法前进，因为你知道那里有一块巨石。如果你睁开眼睛，你可以看到巨石。但如果不是，那你就不知道了。所以，大石头方法基本上是打开人们的眼睛，让他们看到问题的可能性，否则他们不会看到，尽快，以避免代价高昂的改变和延误。

一个示例客户的设计流程

我们的一个客户已经使用Xpedition Package Designer (xPD)实现了这种大岩石方法。在xPD内部有一个表单，用于输入有关模具或设计中的组件的一些非常基本的信息。例如，在一个特定的模具和电源导轨上，假设我们假设电流分布均匀，并且曾经消耗过15毫安。也许有些巨石吸引更多，有些较少，但我们并不是要做到完美，我们只是想找到巨石。

一旦封装设计人员掌握了这些基本信息，我们就可以让他们非常简单地填写电压轨的电流值，并在Xpedition封装设计人员工具中完成这一切。他们可以在已知的xPD环境中自动运行分析，并在HyperLynx中生成结果。这些结果然后反馈到xPD，这样用户就可以看到他们在电流密度太高的地方有一个违规，或者一个通孔过流，或者他们有太多的电压降。这些违规将反馈到布局上的xPD，因此设计人员可以单击它，自动缩放到问题所在的区域，修复它，然后重新运行分析。

使用Xpedition软件包设计器和HyperLynx进行直流跌落分析

通过我们的解决方案，我们使客户能够在自己的封装设计环境中对电源导轨进行分析。他们可以在飞机飞行时这样做，这样他们就可以修改设计，并迅速看到他们所做的改变是否提高了性能，并做出继续前进的决定。这为设计师提供了很大的灵活性，并最终为PI工程师提供了高质量的设计。

以了解有关xPD的更多信息下载这本电子书:xPD的六个区别,或今天要求一个演示．