EDA和代工厂协作速度MEMS传感器设计| - 亚博平台,yabo88wap,亚博足球直播平台

在物联网(IoT)、自动驾驶、智能制造和医疗保健应用的推动下，基于mems的新产品不断涌现。MEMS压力传感器市场也不例外¹．其增长主要受到汽车应用的推动，如中国的轮胎压力管理系统(TPMS)法规、燃料和点火系统、热系统、油压监测以及室内外导航系统。易于定制和集成，微型，灵敏，准确和低功耗的MEMS器件特别适合于压力传感器所要求的精度，功耗，灵敏度和小型化。

然而，MEMS设计也提出了一些专门的挑战，如制造技术和设计之间的强耦合。展示非线性行为的复杂物理结构，定制的包装要求，以及需要与周围CMOS电路集成的最终产品只是几个例子。更重要的是，在MEMS设计生态系统中缺乏标准化的工艺和工艺验证。

与基于MEMS技术的其他产品一样，设计师必须不断定制更高性能的压力传感器——在这种情况下，灵敏度和线性度——同时减小封装尺寸。设计人员可以通过在制造之前使用计算机模型研究传感器性能和可制造性来完成任务。这可以确保传感器满足其要求的规格，同时减少制造周期和成本。

合作的力量

这就是EDA供应商、MEMS技术人员和设计人员之间的强大合作带来的切实利益。EDA供应商和MEMS铸造厂可以共同帮助MEMS设计师将铸造工艺约束纳入他们的设计。

在半导体行业，首次通过成功的硅依赖于标准化的制造过程，彻底的技术表征，精确的模型生成，既定的仿真和验证，以及广泛重用已验证的设计模块。在MEMS世界中，流程和产品是同时开发的，并且流程随着每个产品的变化而变化，那么是否有可能采用标准化流程、设计方法和工具来实现现有技术和设计知识的有效重用呢?挑战在于保持灵活性，以优化产品以满足各种不同的需求。

理想的设计平台应该易于在代工和客户之间共享技术和设计数据，实现双向协作开发，并允许代工技术人员轻松地对客户的项目进行可行性评估。这种方法提供了重要的好处，允许设计人员在其独特的应用中探索和评估铸造工艺技术的适用性。它还支持在制造之亚博足球直播平台前对设备性能的精确预测，并减少昂贵的制造和测试周期。结合标准化的制造工艺，MEMS工艺设计套件(PDKs)和经过验证的设计流程是制造准备设计开发的起点。

一个使用压力传感器的真实例子

EDA公司Coventor (Lam研究公司)与MEMS代工伙伴X-FAB合作开发了一种PDK，该PDK将确保在设计过程的早期自动考虑到制造约束。设计流程基于X-FAB制造平台，该平台支持制造绝对和相对MEMS压力传感器的多种工艺选项。亚博足球直播平台PDK是硅膜和基板、玻璃、钝化层和压阻元件的所有工艺和材料特性的“黄金容器”。它强化了材料的属性，并保证了它们在模拟过程中的正确实现。它还包括一个组件库，包含现成的3D参数化设备(如膜和电阻)，所有预先设计的铸造支持材料，以支持各自的设计规则。亚博足球直播平台构件易于划分，优化网格划分和仿真，节省设计和仿真时间。

Coventor和X-FAB设计的PDK的组成部分和设计流程。(礼貌:Coventor) — 图1:Coventor和X-FAB设计的PDK的要素和设计流程。(礼貌:Coventor)

设计人员可以使用库中的组件来创建自定义设计——其中可能包括不同的膜形状和大小，以及不同形状、大小和位置的电阻——以模拟不同技术变体(如电阻掺杂剖面、膜和衬底厚度、玻璃材料性能和钝化方案)的影响。这使得他们能够预测这些设计变化对传感器灵敏度的影响，以适应不同的压力和温度状态。

模拟结果描述了压力传感器设计中的机械位移(来源:X-FAB) — 图2:描述压力传感器设计中的机械位移的仿真结果(由X-FAB提供)

目前正在对压力传感器设计平台进行广泛验证。到目前为止，模拟显示了在一系列压力和温度条件下与实际设备测量的良好相关性，包括对各种压力传感器设计的非线性行为的预测。同时，模拟还考虑了膜的力学性能和压电阻率。有了这种类型的设计平台，代工厂可以提供指导方针，帮助客户选择晶圆厂技术和设计特征，导致一个最佳的设计解决方案。

让我们面对下一个挑战…

一个完整的MEMS设计平台最终必须不仅包括MEMS器件设计，还包括系统集成功能，如特定应用的集成电路(ASIC)设计和产品的包装/组装。除了PDK提供的设计验证之外，铸造厂、集成设备制造商(IDMs)、研究中心、设备供应商和EDA供应商之间的其他合作关系将有助于确定满足设计和生产各个层次的需求和解决方案。这些任务可能包括描述标准化的材料特性和工艺规范，创建精确的经过铸造验证的设计模型，以及定义系统级模拟的需求。在未来，PDK模拟甚至可能包括胶带和物理验证。要了解亚博网址多少更多关于这个协作的PDK开发工作，请点击这里白皮书。