Des conceptions sans erreurs pour les circuits nanométriques
Dans le but de fiabiliser la fabrication de circuits semi-conducteurs de type CMOS, les chercheurs ont proposé d'associer les méthodes actuelles de conception avec la conception assistée par ordinateur. L'usage d'une modélisation statistique, pour évaluer l'impact des variations inévitables dans la fabrication et le dopage, promet d'améliorer notablement la qualité de la nano-électronique ainsi que le rendement de sa fabrication. Les chercheurs du projet MANON(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) (Methods for advanced multi-objective optimization for eDFY of complex nano-scale circuits) financé par l'UE, ont exploré des algorithmes d'optimisation, des techniques symboliques et des simulations numériques. Ils ont étudié trois approches différentes, notamment la réduction d'ordre de modèles symboliques (Symbolic Model Order Reduction, SMOR) et des méthodes d'apprentissage machine. Les chercheurs ont analysé l'état des lieux de la conception électrique, ciblant le rendement et les limitations. Certaines études de cas ont révélé que la méthode des surfaces de réponses, qui est utilisée par le secteur, ne donne pas des modèles exacts. En effet, des non-linéarités d'ordre élevé, et le très grand nombre de paramètres à considérer, rendent difficile de caractériser correctement le comportement. En revanche, l'usage de techniques SMOR simplifie le système d'équations différentielles qui décrit le comportement d'un circuit intégré. L'association des algorithmes d'optimisation appropriés avec des machines vectorielles de soutien ou des réseaux de neurones artificiels accélère considérablement la simulation pour estimer le rendement du circuit. Le projet MANON, qui regroupe des universités et des entreprises, y compris de petite taille, a été une réelle réussite. Il voulait développer les outils mathématiques nécessaires pour créer des techniques de conception de circuit tenant compte des variations, ainsi que des simulations statistiques numériques. Les résultats ont dépassé les objectifs initiaux. MANON a conçu une méthode partiellement automatisée pour générer des modèles paramétriques de comportement, ce qui devrait faciliter la génération de modèles et assurer l'exactitude des simulations qu'ils produisent. Les modèles développés devraient permettre aux concepteurs de procéder à des vérifications au niveau du système, et d'affiner leurs conceptions en fonction des réactions aux conditions d'exploitation et aux variations de la fabrication.
Mots‑clés
Nanoélectronique, semi-conducteur CMOS, conception assistée par ordinateur, réduction d'ordre de modèle symbolique, apprentissage machine
