铸造集团X-FAB的一种新工具旨在减轻IC设计中衬底耦合的负面影响。
SubstrateXtractor是德国模拟/混合信号半导体铸造集团推出的一种新工具X-FAB这使工程师能够在设计过程的早期发现不需要的衬底耦合。该工具希望解决在IC设计中识别衬底耦合寄生效应的问题，这一问题在过去四分之一世纪中一直存在。
什么是衬底耦合？
衬底耦合是一种缺陷，其中信号可在衬底上从一个节点“耦合”到另一个节点。另一种说法是它是“数字开关噪声通过衬底耦合到模拟/射频电路“其他形式的耦合是可能的，包括通过电源耦合、互感和电容耦合，尽管据报道衬底耦合是最常见的。
衬底耦合噪声会引起多个问题，包括信号泄漏和电压波动，并会影响芯片级性能。噪声耦合是混合信号IC设计中最具挑战性的部分之一。
这在混合信号集成电路中最常见，尤其是射频集成电路（RFIC），其中同时存在模拟和基带数字信号电路。
设计师们正在将越来越多的电路封装到越来越小的区域，信号速度也在不断提高。因此，不必要的衬底耦合会对IC开发产生负面影响也就不足为奇了。这些意想不到的寄生效应会对模拟和高电压设计的完成进度造成严重破坏，甚至会在以后出现，导致设备故障。
来自X-FAB的图像
即使在设计阶段早期就注意到问题，工程师仍然必须采取缓慢而费力的“试错”方法来解决问题。结果是，进度可能会在几周内溜走，而顶级设计师将别无选择，只能尝试不同的设计迭代，希望找到解决方案。正是这组挑战t X-FAB希望利用这一新工具瞄准目标。
X-FAB解决大信号分析
X-FAB的SubstrateXtractor是半导体行业第一款商用工具，专门用于模拟大信号衬底寄生效应。这意味着该工具能够进行分析，同时考虑许多变量，例如增益和电源电平的变化。它还意味着此时，工具不会假设部件在其规定的工作点附近以近似线性的方式工作。
SubstrateXtractor与X-FAB建立的仿真库一起工作。它是X-FAB与瑞士EDA（电子设计自动化）软件供应商合作创建的PN溶液.SubstrateXtractor基于PN Solutions的创新PN感知该产品是与Cadence、著名的瑞士EPFL研究所（法国洛桑埃科尔理工学院）和瑞士加速器项目Venture Kick合作创建的基板工具。
PN-Aware的截图。来自PN溶液
SubstrateXtractor的独特功能是，它允许工程师调查潜在的基板耦合问题可能发生的位置，并在初始剥离开始之前进行必要的更改以消除这些问题（通过更好的布局规划、保护环等）。
使用SubstrateXtractor
其目标是让使用SubstrateXtractor的工程师能够“在引擎盖下”查看“获得基板内所有主动和被动元件的完全可视性。在该软件中，工程师能够通过不同的模拟进行试验，以找到在项目特定参数约束下提供最大基板耦合抗扰度的设计概念。
通过确定项目所需的基板触点和保护环的最小数量，可以降低成本。这将允许更有效地利用可用区域。
正如X-FAB设计支持总监Joerg Doblaski所说，“布局工程师将能够在开发周期的早期发现任何不利的基板影响，并随后缓解这些影响。”他接着解释道“这将使集成电路的实施过程更加精简，完成速度更快，避免了重新设计以提高优化水平的需要，并带来显著的成本节约。”
基质萃取剂将集成到X-FAB的工艺设计工具包（PDK）中。它将首先与X-FAB一起使用XH018高压0.18µm混合信号CMOS产品。
XT018 CMOS器件的横截面。来自XT018数据表
XP018电源管理流程的版本预计将遵循。
围绕行业
在这种情况下，说“在研究实验室周围”可能更为正确，因为衬底耦合的负面影响是众所周知的，并且已经有很多关于这个问题的学术论文。
然而，目前看来，X-Fab及其合作伙伴PN Solutions很可能是工程师可直接获得商业产品的唯一来源。如果您知道其他用于类似目的的工具，请在下面的评论中告诉我们。
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