Silvaco ha revelado los detalles de un flujo de trabajo avanzado de optimización conjunta de tecnología de fábrica (Fab Technology Co-Optimization - FTCO) destinado a abordar la brecha entre los diseños ideales y el rendimiento real de los circuitos integrados fotónicos (PICs). La eficiencia de estos circuitos suele verse afectada por factores reales como los ángulos de los flancos, las desviaciones de dimensiones críticas, las variaciones de espesor y la rugosidad en los bordes de las líneas, detalles que la simulación tradicional basada únicamente en diseños teóricos no puede capturar con precisión.
El nuevo sistema combina la importación de diseños GDS, la simulación de procesos en 3D, el método de diferencias finitas en el dominio del tiempo (FDTD) acelerado por unidades de procesamiento gráfico, el diseño de experimentos (DOE) y el modelado sustituto basado en inteligencia artificial (AI-based surrogate modeling). Los resultados técnicos demuestran que la integración de las variables de fabricación reales en los modelos permite una estrecha concordancia con los resultados experimentales registrados previamente.
¿Qué cambia en la práctica?
El nuevo flujo de trabajo ofrece la capacidad de procesar pruebas de diseño de acopladores direccionales (Directional Coupler DOE) que incluyen 25 combinaciones únicas para cuatro variables de fabricación diferentes. Este modelo requiere un tamaño de malla masivo de 65 millones de celdas 3D FDTD, y aun así se completa en menos de 10 horas en una sola estación de trabajo equipada con una tarjeta gráfica NVIDIA A100.
Esta integración crea un gemelo digital que proporciona a los ingenieros y a los no especialistas en simulación una comprensión intuitiva e instantánea de la relación entre las condiciones del proceso industrial y el nivel de rendimiento final del chip, lo cual es descrito por la compañía como un cambio significativo para facilitar la evaluación de los diseños fotónicos antes de pasar a las líneas de producción reales.
¿Por qué importa esta noticia?
Los circuitos integrados fotónicos se consideran un pilar fundamental en la próxima generación de telecomunicaciones, centros de datos y computación de alto rendimiento; sin embargo, la sensibilidad de la luz a los cambios microscopicos en la fabricación obstaculiza su rápida comercialización. La integración de la simulación precisa de procesos con la aceleración computacional de tarjetas gráficas y la inteligencia artificial elimina uno de los obstáculos más importantes para predecir el comportamiento óptico de los chips, acortando los ciclos de desarrollo y reduciendo los altos costos asociados con la repetición de experimentos de fabricación.