光电子集成芯片立强论坛

研究报告
光电子仿真与设计
发布时间:2021.08.24

撰稿人:赵佳(山东大学)、刘晓明(北京华大九天科技股份有限公司)

1.      专题简介:

光电子集成芯片技术作为下一代具有高性能、多功能的芯片技术,已经在国内外军事与民用各领域受到广泛关注,随着微电子行业遭遇物理瓶颈,整个电子信息产业进入后摩尔时代,光电子技术将有希望成为下一代信息系统的核心,近年来已初露端倪,随着信息系统的需求持续增长,光电子技术也将更为快速地发展。芯片集成技术的研究离不开芯片设计、芯片制造、芯片测试与封装这三项共性平台技术,无论产品面向何种应用,其开发过程都要涉及到这三项技术。目前已经有多个国家建立起了光电子器件的制造、测试和封装平台,但在光电子集成芯片的设计平台方面,国内外的光电集成全链条仿真设计工具还远未成熟,因此设置光电集成仿真与设计专题。


2.      主要观点:

1)      原理图驱动设计流程符合集成光电子芯片的发展趋势与技术特点,将成为系统级设计的主流方式;

2)      集成光电子芯片规模的扩大,亟需设计自动化水平和设计层次的提升,需要加强集成设计环境、工艺平台以及关键功能模块的联系;

3)      集成光电子芯片性能和集成度要求的不断提高,机器学习赋能的器件及芯片级逆向设计优化算法显示了极大的优越性;

4)      面向光电子和微电子融合发展需求,需要开发“光-电-热-量子”一体化的光电子器件多物理场、多级仿真求解器,实现TCAD仿真、射频仿真、光场仿真的无缝连接,进一步建立光电器件的紧凑模型,探索光电子和微电子的联合仿真。


3.      发展建议:

光电芯片设计EDA在最近一年成为热点,科研单位和高校拥有部分核心算法,但缺少工程和商业化能力,光电芯片仿真设计的生态及标准建设方面仍未有进展。

标准方面:建议着眼于未来的光电一体化设计,制定器件模型,PDK,网表格式,版图数据接口,物理验证规则等标准

生态方面:建议相关部门提供专项资金,打造自主知识产权光电芯片仿真设计平台。同时鼓励foundry制造厂提供国产软件的配套工艺文件,鼓励设计者采用国产EDA在过程foundry投片。