Projekt Morv

Die Weiterentwicklung in den Produktionsprozessen von integrierten Schaltungen bringt eine fortschreitende Skalierung der Strukturgrößen mit sich. Durch die immer kleiner werdenden Bauteile treten neue physikalische Effekte auf, die im Betrieb einer Schaltung störend wirken können. Prozessvariationen und Parameterdegradationen sind wesentliche Beispiele für solche Erscheinungen. Während Variationen zu unterschiedlichem Verhalten einzelner Schaltungen direkt nach der Produktion führen, verändern Parameterdegradationen die Schaltungseigenschaften im Laufe der Betriebsdauer.

Dadurch besteht die Gefahr, dass die spezifizierten Kenngrößen integrierter Schaltungen während der Lebensdauer verletzt werden. Entsprechende Entwurfsverfahren können das verhindern, allerdings ist die dafür zur Verfügung stehende Software lückenhaft.

Projektziele

Im Projekt MoRV (Modelling reliability under variability) haben sich sieben europäische Partner aus Wirtschaft und Forschung zusammengeschlossen. Sie werden Verfahren entwickeln und in Software implementieren, die das Berücksichtigen von Variationen und Alterung im Schaltungsentwurf verbessern. Ausgangspunkt hierfür ist die physikalische Ebene, auf der Informationen aus Messungen und Simulationen gewonnen werden. Daraus leiten die Projektpartner Modelle ab, die die kombinierten Effekte von Variationen und Alterung nachbilden. Diese Modelle sind die Grundlage für eine Abstraktion der physikalischen Effekte auf die Transistor-, die Gatter- und die Register-Transfer-Ebene.

Mit diesen Schritten kann der Einfluss physikalischer Effekte auf das Verhalten von Digitalschaltungen schon im Entwurf untersucht werden. Bereits vorhandene Ansätze werden dazu im Projekt erweitert und kombiniert, so dass neben den Modellen auch ein Entwurfsablauf mit zugehöriger Software erarbeitet wird.

Beitrag Fraunhofer IIS/EAS

Das Fraunhofer IIS/EAS wird im Projekt MoRV hauptsächlich im Bereich der Transistorebene, an der Verbindungsstelle zwischen Physik und Entwurf, arbeiten. Hauptaufgabe für diese Ebene ist es, geeignete Modelle zu entwickeln, die Veränderungen der Transistoreigenschaften durch Variationen und Degradationen widerspiegeln. Informationsbasis für die Veränderungen sind Bauelementesimulationen und Messungen.

Im Projekt entstehen simulierbare Kompaktmodelle, die von Simulationssoftware für die Analyse von Schaltungsteilen verarbeitet werden können. Dieser Schritt ist wesentlich, um einzelne physikalische Effekte auf die Schaltungseigenschaften abstrahieren zu können. Dadurch kann ein Entwerfer die negativen Auswirkungen der physikalischen Effekte auf eine Schaltung erkennen, durch gezielte Maßnahmen gegensteuern und so die Einhaltung der Spezifikationen über die gesamte Lebensdauer sichern.

Projektstatus: abgeschlossen

MoRV wurde im siebten Rahmenprogramm ICT der Europäischen Union gefördert.