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あやかたもん
5 years ago
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1 モデリング & シミュレーションの現状と経済的効果モデリング / シミュレーション WG (WG10) 佐藤成生青木伸俊國清辰也木村光紀泉直希麻多進海本博之林洋一藤原秀二西尾修中村光利小方誠司和田哲典佐野伸行三浦道子大野隆央谷口研二小谷教彦 STRJ WS: March 6, 2009, WG10 1

2 構成メンバー氏名組織役割主担当領域佐藤成生富士通マイクロエレクトロニクス主査 Device Modeling 青木伸俊東芝副主査 Front End Process Modeling 國清辰也ルネサス国際対応 Device Modeling 木村光紀ソニー国際対応 Front End Process Modeling 泉直希ローム幹事 Device Modeling 麻多進 NEC EL 委員 Interconnects 海本博之パナソニック委員林洋一ローム委員 Design, Manufacturing Yield 藤原秀二三洋委員西尾修シャープ委員中村光利 Selete コンソーシアム Numerical Methods 小方誠司アルバック特別委員 (SEAJ) Equipment Modeling 和田哲典 TCAD-I 特別委員 Design, Manufacturing Yield 佐野伸行筑波大特別委員 Device Modeling 三浦道子広島大特別委員 Circuit Element Modeling 大野隆央物質材料機構特別委員 Materials Modeling 谷口研二阪大特別委員小谷教彦広島国際大特別委員 STRJ WS: March 6, 2009, WG10 2

3 主な略語用語 M&S: Modeling & Simulation TCAD: Technology CAD DFM: Design For Manufacturing DFY: Design For Yield FEP: Front End Process PIDS: Process Integration, Device, and Structure LER: Line Edge Roughness LWR: Line Width Roughness CMC: Compact Model Council PD-SOI: Partially Depleted SOI DD-SOI: Dynamic Depletion SOI MUG-FET: Multiple Gate FET STRJ WS: March 6, 2009, WG10 3

4 報告内容 1. はじめに 2. 経済的効果のアンケート 3. ITRS 2008 年度の修正内容 4. STRJ 2008 年度の活動内容 5. まとめ STRJ WS: March 6, 2009, WG10 4

5 M&S の Scope Goal: 開発期間コストを削減するためにテクノロジ開発をサポートする範囲 : 物理化学の基本方程式に基づいたモデリングとシミュレーション装置回路 / チップ Equipment Lithography FEP トランジスタ DFM/DFY Material, Numerical Package Interconnects Circuits Elements Device STRJ WS: March 6, 2009, WG10 5

6 報告内容 1. はじめに 2. 経済的効果のアンケート 3. ITRS 2008 年度の修正内容 4. STRJ 2008 年度の活動内容 5. まとめ STRJ WS: March 6, 2009, WG10 6

7 経済的効果に関するアンケート対象者 : TCADユーザ (TCAD 開発者を除く ) 実施時期 : 2008 年 5 月 ~6 月回答数 : 141 件 ( 日本 63 件 (8 社 ) 欧米韓台 78 件 ) 経緯 : 2000 年頃 : 日本が経済的効果に関する要求値記載を主張数値的根拠がなく却下される 2002 年 : 日本国内でアンケート実施 2003 年 : コスト削減の要求値をロードマップに記載 2004 年 ~: 3 極でのアンケートの必要性浮上 STRJ WS: March 6, 2009, WG10 7

8 経済的効果の要求値 ~ アンケート結果 ~ 経済的効果の実績値は横ばい ( 絶対値は増えているはず ) M&Sへの期待は大きい ( 国内外の認識一致 ) 2002 年 ( 国内 ) 2008 年 ( カッコは国内 ) (*) (*) (*) 回答者の成功事例の平均実績 (@2002) 実績 (@2008) 期待値 (@2012) 開発コスト削減率 30% 27% (26%) 37% (40%) 開発期間短縮率 26% 30% (27%) 39% (42%) STRJ WS: March 6, 2009, WG10 8

9 経済的効果の要求値の実現に向けて ~ M&Sへの不満 ( 国内アンケート分析 ) ~ M&Sの技術者による精度向上 ( キャリブレーションを含む ) サポートを含めた教育ベンダーによるツールの改良モデルの選択基準が不明その他モデルの理解が困難 7% 5% 不自然な結果が得られるサポート不足 3% 11% 11% 39% 18% 6% 操作が煩雑入力書式が複雑必要なデータが得られない Q. What was your most disappointing experience with the use of M&S? Mention up to 3. STRJ WS: March 6, 2009, WG10 9

10 M&S の注力分野 ~ 実績と期待 ( 国内アンケート分析 ) ~ 欠陥歩留まりの原因解析は実績と期待にギャップあり M&S のバラツキ関連のさらなる技術開発が必要実績欠陥歩留まり解析派生品開発最適化 19% 19% アイデアの抽出技術課題の抽出 5% 3% 6% 22% 10% 16% 微細設計現象の理解次世代テクノロジ開発 Q. Of which kind were the contributions in the most impressive cases? Mention up to 3. 期待顧客への宣伝欠陥歩留まりの原因分析派生品開発の期間短縮 13% 派生品開発のコスト削減 19% 14% 1% 実験の置き換え 10% 15% 10% テクノロジ開発のコスト削減テクノロジ開発の期間短縮 Q. Please select the 3 most important items you expect from M & S. 6% 物理現象の理解と教育 12% 新規デバイス開発の効率化 STRJ WS: March 6, 2009, WG10 10

11 省エネルギーの効果 ~ 国内アンケートの結果より ~ M&S は開発および量産段階で省エネに寄与している事例あり最終商品の省エネのために SRAM のバラツキ制御による低電圧化をサポートするべく M&S の利用推進が望まれる M&S の使用による効果 (*) 国内実績 (@2008) 開発試作ウェーハの削減率 27% 試作実験回数の削減率 28% 量産歩留まり向上率 13% (*) 回答者の成功事例の平均 STRJ WS: March 6, 2009, WG10 11

12 報告内容 1. はじめに 2. 経済的効果のアンケート 3. ITRS 2008 年度の修正内容 4. STRJ 2008 年度の活動内容 5. まとめ STRJ WS: March 6, 2009, WG10 12

13 経済的効果の要求値アンケート結果を元に開発コスト期間短縮の要求値を修正実績値期待値 STRJ WS: March 6, 2009, WG10 13

14 Thermal Modeling for 3D ICs ~ Short Term Difficult Challenge 追加 ~ 対象 : Through Silicon Via Thin stacked die 課題 : Active device へのインパクトの見積り ( チップ全体を考慮 ) モデル : 3 次元の熱的機械的ストレスを考慮 STRJ WS: March 6, 2009, WG10 14

15 Heterogeneous Integration ~ キーワードのみ記載 ( 詳細検討は 2009 年に持ち越し ) ~ 課題 : アナログデジタル RF パッケージの個々に対応するツールはあるが入出力が独立しているためデータのやりとりが出来ず総合的な設計集積ができない欧州委員が注目対応 : 各ツールのsyntaxやformatを開示したりツール間のデータ変換を推進するべくロードマップテーブルに追加 STRJ WS: March 6, 2009, WG10 15

16 報告内容 1. はじめに 2. 経済的効果のアンケート 3. ITRS 2008 年度の修正内容 4. STRJ 2008 年度の活動内容 5. まとめ STRJ WS: March 6, 2009, WG10 16

17 STRJ 活動ミッション : 将来のモデリングのニーズを調査してモデリングの研究およびシミュレータの開発の方向性を示し国内デバイスメーカーの競争力強化に結びつける活動履歴 : 2005 年度 : バラツキ解析の実施 2006 年度 : バラツキ解析のヒアリング 2007 年度 : 材料モデリングの動向調査 2008 年度 : 他分野のロードマップ分析 STRJ WS: March 6, 2009, WG10 17

18 他分野のロードマップ分析目標 : 国内独自の課題やシーズを調査して国内の M&S の研究開発に対して提言をまとめると共に ITRS にもフィードバックするヒアリングシーズ調査 Lithography 継続中実施中 FEP 実施済実施中 PIDS - 実施中 Interconnect 2009 年度実施予定 Metrology 2009 年度実施予定 ERD/ERM 2009 年度実施予定 STRJ WS: March 6, 2009, WG10 18

19 要求事項の分析 (FEP) 対象デバイス要望現状 ( 課題 ) CMOS 全般ノンクラシカル CMOS バラツキ制御 (LER/LWR を考慮 ) ある程度の材料設計 ( 第一原理計算 ) デバイスの最適化 ( 応力を考慮 ) プロセス自体の改善困難基本的な系に限定ストレスの理解不足 FeRAM などエンデュランスの予測メカニズムの解明 STRJ WS: March 6, 2009, WG10 19

20 要求事項の分析 (PIDS) 対象デバイス要望課題 CMOS 全般ノンクラシカル CMOS 統計的なバラツキの理解各種劣化現象の理解デバイス設計 ( 界面効果を考慮 ) 回路設計 ( コンパクトモデル ) 実デバイス特性の再現実測データに基づくモデリング不純物拡散のモデリング実デバイスでの検証 STRJ WS: March 6, 2009, WG10 20

21 M&S によるバラツキ制御の現状 ~ ランダムバラツキ ~ 特性バラツキ (ΔVth/ΔIon) バラツキ制御の要求決定プロセス自体の改善 TCAD ( フロセステハイスシミュレーション ) バルクCMOSでは実用レベルプロセスバラツキ (LER/LWR) 新規材料加工条件プロセス条件 ( 注入アニール ) TCAD ( 材料シミュレーション ) 研究レベルプロセスの最適化 STRJ WS: March 6, 2009, WG10 21

22 コンパクトモデルの現状 2007 ITRS PIDS 章 CROSS TWG ISSUES: Non-classical CMOS devices require the development of appropriate compact models to support their introduction. PD-SOI DD-SOI MUG- FET 標準化委員会 (CMC)* 選定期間提案件数絞込み状況 08 年 ~09 年年 ~ 複数機関からの提案が予想される完成度実デバイスで要検証基本特性は検証済み * CMC: Compact Model Council PD-SOI: Partially Depleted SOI DD-SOI: Dynamic Depletion SOI MUG-FET: MUltiple Gate FET STRJ WS: March 6, 2009, WG10 22

23 報告内容 1. はじめに 2. 経済的効果のアンケート 3. ITRS 2008 年度の修正内容 4. STRJ 2008 年度の活動内容 5. まとめ STRJ WS: March 6, 2009, WG10 23

24 まとめ経済的効果に関するアンケートを実施開発コスト期間短縮に対する要求は高い短期的にはサポートを含めた教育とツールの改良が必要中期的にはキャリブレーションを含めたモデリングの推進が必要長期的な視点でM&Sの課題とシーズを調査中 M&Sによるバラツキ制御は期待が高くさらなる技術進展が望まれる STRJ WS: March 6, 2009, WG10 24

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untitled ITRS2005 DFM STRJ : () 1 ITRS STRJ ITRS2005DFM STRJ DFM ITRS: International Technology Roadmap for Semiconductors STRJ: Semiconductor Technology Roadmap committee of Japan 2 ITRS STRJ 1990 1998 2000 2005