台积电携手 ANSYS，藉仿真仿真软件应用提升芯片可靠度

为了提高芯片或处理器的可靠度，全球代工龙头台积电与 EDA 仿真仿真软件商安硅思 (Ansys) 日前宣布，将针对可靠度强化流程( Automotive Reliability Enhancement Flow) 进行合作。在该项合作协议意中，ANSYS 将藉由仿真仿真分析软件协助台积电，使得芯片在奈米制程的生产过程中，得以掌控线径与噪声信息，使生产过程更加顺利，进而提高芯片的可靠度。ANSYS 表示，在该项流程中，他们是台积电目前唯一的合作伙伴。

Ansys 全球半导体事业部总经理暨副总裁 John Lee 表示，在先进驾驶辅助系统 (ADAS) 系统越来越普及，并且由高级车种逐渐下放到一般中阶与入门车款的情况下，使得 ADAS 所使用的芯片数量逐渐提升。只是，相较于过去手机芯片的使用，故障时顶多不能通讯和上网。但是，ADAS 所使用的芯片一旦故障就有可能伤及生命安全的情况下，可靠性的问题就不能够马虎。

John Lee 进一步表示，未来无人车的应用逐渐提升的情况下，其中不但许多的服务都是要透过与云端相连来执行。甚至，这些无人控制的自驾车都内建了许多感测芯片。 这些芯片一但出现了问题，则结果就不是像手机故障后丢掉那样的简单。 因为包括驾驶本身，以及路上的行人、车辆都会面临生命危险。 因此，相较于过去的芯片可靠度要求，现阶段就比过去提高许多。因此，藉由 ANSYS 所提供的仿真仿真分析，就可以先一步的提升芯片的可靠度设计，进一步提升芯片的稳定性。

以本次 ANSYS 与台积电的合作内容来说，就是在整套制程的标准程序下，台积电针对芯片的可靠性建立一项流程，就是要求芯片能在极端的环境当下，仍具备一定水平的可靠度。 这样内附可靠度标准的作业程序，再提供给各大 IC 设计厂商。藉由这样标准作业程序，来进一步的进行芯片的设计工作，使设计出的芯片都能符合相关的可靠度规定。而除了这样的事前仿真之外，也可以进行事后的仿真验证。 John Lee 表示，事后的仿真验证，也就是验证在芯片设计出之后，其中的规格与生产出的成品是不是一致。 否则一但没有经过事后的仿真而出了错误的光罩，重新再来可就是新台币 2,000 万元的光罩损失费用。

Ansys 台湾区总经理童承方也指出，在当前半导体制程缩小是未来的趋势下，其芯片的功耗运用将会逐渐降低。在这样的情况下，为了达到运算的效能，各种的噪声都会有对芯片效能产生很大的影响。因此，藉由仿真仿真技术的分析对芯片与封装制程同时能进行仿真，就可以了解芯片内的电流与功耗状态，将可达到提升制程效能的目的。童承方进一步强调，ANSYS 所提供的仿真仿真技术可以自芯片的早期设计，到制程阶段的凸块置放、封装、芯片测试等，都可以使用该技术。

另外，童承方还指出，为了因应即将来临的 7 奈米制程，在电压容忍度小细微，使得电压可以波动幅度也很小的情况下，晶圆制造商为了能在更小的面积中放置更多的晶体管，而且还必须能提供足够的电流给每一个晶体管运作。此时，若没有仿真仿真软件来协助，则线径做得过细将会烧毁，线径做得过粗将无法提供足够的电流，使晶体管无法达到应有的运作效能。 所以，在半导体制程微缩的情况下，仿真仿真技术的需求也就越大。「过去，28 奈米制程可能仿真仿真 2 到 3 个项目。如今，7 奈米制程可能就要达到 10 个项目」 童承方指出。

而虽然，仿真仿真的需求越来越多，相对对生产成本也会提高。 但是，童承方指出，相对于晶圆制造商必须花费更多的样品损耗，而且不断重新的人力与时间成本来比较，采用仿真仿真技术的成本仍是相对较低者。面对未来台积电新制程的陆续加入，ANSYS 会与台积电进行相关合作，将相关需要的参数导入 ANSYS 的仿真软件中，力入未来采用 EUV 的参数等，建立一套完整的仿真内容进行仿真，之后再提供给相关 IC 设计业者采用，以建立出一套完整的制作流程。