Silvaco Utmost 2024 مدل‌سازی دستگاه‌های نیمه‌رسانا

Silvaco Utmost نرم افزار مهندسی برای شناسایی دقیق دستگاه‌های نیمه‌رسانا و استخراج مدل SPICE با استفاده از پایگاه‌ داده است. این پلتفرم، با پشتیبانی از بیش از ۱۰۰ ابزار اندازه‌گیری و دستگاه‌های تست متنوع، امکان کنترل کامل شرایط آزمایش را فراهم ساخته و قابلیت تولید مدل‌های فشرده، ماکرو، و مدل‌های Verilog-A برای کاربردهای آنالوگ، RF و مخلوط را داراست. ضمن این که از بهینه‌سازهای پیشرفته از جمله ژنتیک، Levenberg-Marquardt، و simulated annealing بهره می‌برد، همین‌طور امکان تلفیق مستقیم استخراج پارامترها با الگوریتم‌های بهینه‌سازی برای همسان‌سازی دقیق بین داده‌های اندازه‌گیری‌شده و شبیه‌سازی‌شده وجود دارد.

هم‌چنین نرم افزار Silvaco Utmost از ماژول‌های پیشرفته‌ای مانند Acquisition، Optimization، Corner & Retargeting، Script، و Model_Check برخوردار است. ماژول Acquisition داده‌های اندازه‌گیری شده یا نتایج شبیه‌سازی TCAD را در پایگاه‌داده ذخیره می‌کند؛ ماژول Optimization پارامترهای مدل SPICE را برای تطابق با اهداف طراحی استخراج و بهینه‌سازی می‌نماید؛ Corner & Retargeting امکان ساخت مدل‌های گوشه‌ای (corner models) و تنظیم مجدد مدل‌ها را با توجه به داده‌های تست الکتریکی فراهم می‌سازد. از سوی دیگر، ماژول Script امکان ایجاد اسکریپت‌های سفارشی با استفاده از JavaScript را به‌منظور خودکارسازی فرآیندها فراهم می‌کند، و Model_Check برای اعتبارسنجی سریع مدل‌ها و بررسی ویژگی‌هایی مانند ولتاژ آستانه بدون نیاز به اتصال به پایگاه‌داده طراحی شده است.

قابلیت‌های نرم افزار Silvaco Utmost

• استخراج دقیق پارامترهای مدل SPICE از داده‌های آزمایشگاهی و TCAD (SPICE parameter extraction)
• شناسایی و مدل‌سازی دستگاه‌های CMOS، BJT، JFET، MESFET، HEMT و حافظه (Device characterization & modeling)
• تولید مدل‌های فشرده و سازگار با مدارهای آنالوگ، RF و مخلوط (Compact model generation)
• پشتیبانی از مدل‌سازی در سطح Verilog-A برای شبیه‌سازی‌های رفتاری (Verilog-A modeling)
• استفاده از الگوریتم‌های بهینه‌سازی پیشرفته مانند Genetic، Levenberg-Marquardt و Simulated Annealing (Advanced optimization algorithms)
• ایجاد مدل‌های corner برای ولتاژ، دما و فرآیند (Corner modeling & retargeting)
• پایگاه داده مرکزی برای ذخیره‌سازی و مدیریت داده‌های تست و نتایج (Centralized measurement database)
• ماژول اسکریپت‌نویسی با JavaScript برای اتوماسیون وظایف (Scripting automation)
• ابزار Model_Check برای اعتبارسنجی و تضمین کیفیت مدل‌ها (Model validation & checking)
• ادغام مستقیم با سایر ابزارهای Silvaco و محیط‌های شبیه‌سازی مدار (Integrated design ecosystem)

ماژول های نرم افزار Utmost

• Acquisition: ماژولی برای جمع‌آوری و ذخیره‌سازی داده‌های آزمایشگاهی و شبیه‌سازی TCAD در پایگاه‌داده مرکزی، با قابلیت پشتیبانی از تجهیزات متنوع اندازه‌گیری.
• Optimization: بخش کلیدی جهت استخراج و بهینه‌سازی پارامترهای مدل SPICE، با بهره‌گیری از الگوریتم‌های پیشرفته برای انطباق داده‌های اندازه‌گیری و شبیه‌سازی.
• Corner & Retargeting: ابزاری برای تولید مدل‌های corner در شرایط مختلف فرآیندی، ولتاژی و دمایی و همچنین تنظیم مجدد مدل‌ها بر اساس داده‌های جدید.
• Script: محیط اسکریپت‌نویسی مبتنی بر JavaScript که امکان خودکارسازی وظایف، ایجاد گردش‌کارهای سفارشی و ترکیب ماژول‌ها را فراهم می‌کند.
• Model Check: ابزار اعتبارسنجی سریع برای بررسی صحت و کیفیت مدل‌های استخراج‌شده، شامل بررسی پارامترهای کلیدی مانند ولتاژ آستانه، بدون نیاز به اتصال به پایگاه‌داده.

کاربردهای تخصصی در صنعت

• توسعه مدل‌های SPICE دقیق برای فناوری‌های CMOS و FinFET نسل جدید
• استخراج مدل‌های دستگاه‌های توان بالا در مدارهای RF و مخابراتی
• ساخت مدل‌های corner برای تحلیل پایداری و تحمل تغییرات فرآیند ساخت
• ایجاد مدل‌های رفتاری سفارشی برای دستگاه‌های نوظهور در Verilog-A
• شبیه‌سازی و بهینه‌سازی عملکرد مدارهای آنالوگ و دیجیتال پیشرفته

برای مشاهده اطلاعات کامل نرم افزار Silvaco Utmost جهت مدل‌سازی دستگاه‌های نیمه‌رسانا به اینجا مراجعه کنید. در ادامه عکس هایی از محیط این نرم افزار نشان می دهیم.