Как новая технология ускоряет процесс проверки питания в чипах

Процесс разработки современного чипа включает в себя множество этапов — от проектирования и верификации до производства и тестирования. Одним из самых критически важных этапов является проверка питания (Sign-off), которая можно сравнить с окончательной проверкой электроснабжения в здании перед его вводом в эксплуатацию.

Значение проверки питания

Проверка питания включает в себя анализ миллионов узлов в сети питания чипа, чтобы оценить его энергопотребление, падение напряжения и миграцию электричества. Это позволяет определить, готов ли чип к массовому производству. Ошибки на этом этапе могут привести не только к снижению производительности, но и к полному провалу производства.

Сложности процесса

Сеть питания чипа состоит из множества металлических соединений, что делает необходимым анализировать её как единое целое. Это похоже на решение разреженной матричной задачи с миллиардами переменных, что требует значительных временных затрат. С уменьшением технологического процесса и увеличением числа транзисторов время, необходимое для проверки питания, продолжает расти — иногда до нескольких недель. Если результаты анализа не удовлетворительны, инженеры должны вносить изменения в проект и повторять процесс проверки.

Решение от ChipXiao

Чтобы решить эту проблему, компания ChipXiao разработала инструмент для проверки питания под названием IcPower, который использует распределенные матричные методы для повышения эффективности проверки. Этот инструмент поддерживает современные технологии, такие как 7nm, и способен обрабатывать чипы с сотнями миллиардов транзисторов. В типичных тестах скорость работы IcPower в 4.5-8.5 раз превышает аналогичные инструменты зарубежных компаний и уже используется несколькими китайскими производителями чипов.

Технология распределенного решения

Основная идея распределенного решения заключается в разбиении огромной матрицы на более мелкие, что позволяет использовать несколько компьютеров для параллельных вычислений. Это значительно сокращает общее время решения задачи. Однако, как объясняет генеральный директор ChipXiao Се Чжуа, сложность заключается как в алгоритмах, так и в инженерных решениях. 1. Научный подход к разбиению: Использование алгоритмов на основе теории графов для эффективного разбиения матрицы, минимизируя взаимосвязи между подматрицами. 2. Оптимизация коммуникации: Внедрение распределенных матричных решателей для улучшения топологии связи и механизма передачи сообщений между узлами, что снижает сетевые затраты. 3. Контроль числовой стабильности: Введение строгих алгоритмов контроля стабильности, чтобы гарантировать, что результаты распределенных вычислений соответствуют результатам, полученным на одном компьютере. Благодаря этим достижениям, IcPower может завершать проверки, которые раньше занимали недели, всего за несколько дней.

Перспективы и вызовы

ChipXiao стремится воспользоваться растущим интересом к отечественным EDA-инструментам на фоне глобальной зависимости от иностранных решений. Согласно отчету China Galaxy Securities, три крупнейшие компании — Synopsys, Cadence и Siemens EDA — контролируют около 74% мирового рынка. В условиях технологической конкуренции между США и Китаем, многие китайские производители чипов начинают рассматривать отечественные инструменты как альтернативу. ChipXiao планирует развивать свою бизнес-модель, ориентируясь на зарубежные аналоги, с акцентом на лицензирование программного обеспечения. В 2025 году компания ожидает выручку в несколько сотен миллионов юаней, однако, как отмечает Се Чжуа, привлечение клиентов остается сложной задачей.

Будущее компании

В 2026 году ChipXiao планирует привлечь инвестиции для расширения своего присутствия на рынке. С учетом тенденции к вертикальному укладке чипов, вызванной приближением пределов закона Мура, компания намерена развивать свои технологии для анализа тепловых и механических нагрузок. Также рассматривается возможность использования искусственного интеллекта для упрощения проектирования чипов. Успех ChipXiao будет зависеть не только от технологических достижений, но и от готовности клиентов к массовым закупкам и уверенности инвесторов в потенциале компании.