La société Silvaco a dévoilé les détails d'un flux de travail avancé d'optimisation conjointe de la technologie d'usine (Fab Technology Co-Optimization - FTCO) visant à combler le fossé entre les conceptions idéales et les performances réelles des circuits intégrés photoniques (PICs). L'efficacité de ces circuits est souvent affectée par des facteurs réalistes tels que les angles de flanc, la variation des dimensions critiques, les différences d'épaisseur et la rugosité des bords de lignes, des détails que la simulation traditionnelle basée uniquement sur des conceptions théoriques ne peut pas capturer avec précision.
Le nouveau système combine l'importation de layouts GDS, la simulation de procédés 3D, la méthode des différences finies dans le domaine temporel (FDTD) prise en charge par des unités de traitement graphique, la conception d'expériences (DOE), ainsi que la modélisation de substitution basée sur l'intelligence artificielle (AI-based surrogate modeling). Les résultats techniques montrent que l'intégration des variables de fabrication réelles dans les modèles permet une concordance étroite avec les résultats expérimentaux enregistrés précédemment.
Qu'est-ce qui change en pratique ?
Le nouveau flux de travail offre la capacité de traiter des tests de conception de coupleurs directionnels (Directional Coupler DOE) qui incluent 25 combinaisons uniques pour quatre variables de fabrication différentes. Ce modèle nécessite une taille de grille massive de 65 millions de cellules 3D en technologie FDTD, et pourtant son achèvement prend moins de 10 heures sur une station de travail unique équipée d'une carte graphique de modèle NVIDIA A100.
Cette intégration crée un jumeau numérique qui donne aux ingénieurs et aux non-spécialistes en simulation une compréhension intuitive et immédiate de la relation entre les conditions du procédé industriel et le niveau de performance finale de la puce, ce que l'entreprise décrit comme une transition importante pour faciliter l'évaluation des conceptions photoniques avant de passer aux lignes de production réelles.
Pourquoi cette nouvelle est-elle importante ?
Les circuits intégrés photoniques constituent un pilier essentiel pour la prochaine génération de communications, de centres de données et de calcul haute performance, mais la sensibilité de la lumière aux variations microscopiques de fabrication entrave leur commercialisation rapide. L'intégration de la simulation précise des procédés avec l'accélération informatique des cartes graphiques et l'intelligence artificielle élimine l'un des obstacles les plus importants à la prédiction du comportement optique des puces, ce qui raccourcit les cycles de développement et réduit les coûts élevés associés à la répétition des expériences de fabrication.