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專訪Amit Sanghani：淺談SLM
SLM 如何改變我們看待元件全产物生命週期製程(complete device lifecycle process) 的方式
我們與新思科技(Synopsys)数位设计事業群工程副總裁暨硬體分析師Amit Sanghani 一起坐下來好好聊聊，晶片生命週期管理(Silicon Lifecycle Management，SLM) 如何改變我們看待元件全产物生命週期製程的方式，以及SLM如何讓我們更清晰地看清产物或元件的性能、可靠性和安全性。讓我們一同關注， SLM 如何能有效地解決最先進製程中每個階段的挑戰。
厂尝惭是什麼，它会对产业带来什麼改变？
Amit Sanghani：晶片生命週期管理(SLM)的主要目標，在於確保晶片在其可能很長的生命週期中，可以持續地順利運作。目前業界的一貫操作方式是在晶片出廠前進行測試，而且只測試一次。在那之"後，晶片運作過程中的完整度和可靠性，基本上沒有被記錄下來。作為晶片的设计者，你可以掌握每個元件最深層的工作原理。然而，一旦它們投入了生產，實際上你就會失去與這些元件的所有連結，並且很快地把注意力投入到下一個设计項目之"中，而不會花時間再去思考或了解之"前的元件在實際應用過程中會處於什麼樣的狀況。然而，半導體產業的現況正在改變，隨著先進製程(28 nm至 3 nm)的出現，我們需要採用一種全新的方法，尤其是針對攸關安全性的應用方面；這就是 SLM 有潛力可以改變半導體產業的地方—讓我們以一種全新的方式，看待设计出的晶片從誕生到生命週期結束的整個過程。
為什麼会需要厂尝惭？
Amit Sanghani：SLM 平台的誕生，源自於客戶期待在開啟裝置後，仍存在對晶片進行測試的渴望。這個要求又演變出更多額外的需求，像是可以進行週期性測試、觀測安全設置，以及監控各種參數(例如：性能參數)。SLM平台建立在新思科技於TEST和DFT領域的經驗和實力這個強大的基礎上，並運用嵌入式監視和感測(embedded monitoring and sensing)、數據分析和良率管理(yield management)等方面的專業知識。這些數據還可用於重新分析並在生命週期的早期階段進行改進。
是什麼让新思科技的厂尝惭方法与眾不同？
Amit Sanghani：在現代日益複雜的電子系統中，SLM 平台利用領先於產業的現有元件，來解決品質和可靠度所面臨的挑戰。為這些挑戰提供解决方案並不是什麼新鮮事，但我們正在使用的方法卻是前所未見的。藉由讓客戶可以存取晶片整個生命週期的裝置數據，我們建立了一種新的流程，讓裝置運作的一整個生命週期都可持續提供資料回饋和優化。此平台的核心，是一個專門的分析系統，以更高效率且有效的方式來因應上述的挑戰。SLM有兩個基本原則：首先，盡可能多收集關於每個裝置有用的數據；其次，分析整個生命週期中的數據，洞察其中可以應用的資訊，進而不斷精進晶片和系統上的相關運作。
什麼是厂尝惭平台上关键的硬体和软体元件？
Amit Sanghani：基本上，SLM平台有硬體設備，如PVT 監視器、環境感測器和其他監視器等，它們提供了大量的晶片數據(silicon data)，而整個流程中都需要依賴這些數據。接著，將軟體整合到測試機台中，進行智慧資料萃取(intelligent data extraction)，再嵌入到目標系統中進行本地分析。然後，這些硬體和軟體將資料輸入到統一的SLM資料庫和資料模型中，這些資料庫和資料模型涵蓋了半導體生命週期的所有階段，每個階段有特定的分析引擎會針對设计校準、产物量產、測試和製造，以及現場維護(in-field maintenance)等進行分析。
我正在研究先進製程 SoC，SLM 對於我及我的设计，又有什麼關聯性？
Amit Sanghani：在晶片性能和可靠性都至關重要的應用中，例如資料庫中心、人工智慧、高效能運算(high-performance computing)和車載應用等等，晶片的品質、安全性和可靠性越來越受到關注，以至於公司需要花費數十億美元來監控並解決這些議題。SLM讓设计人員能夠跨系統、跨裝置來追踪並維護晶片數據，協助他們能夠發現在大量的裝置和系統上可能出現的系統性問題。
我要如何运用厂尝惭製程？
Amit Sanghani：在SLM製程的一開始，先加入關鍵的矽晶基本模組 (silicon building block)，例如嵌入式的晶片內PVT監視器和結構感測器(structural sensor)等。這些感測器基本上就是裝置的眼睛、耳朵和各種感官，為我們帶來極高的晶片可見度。接著，這些萃取出的晶片數據被用來校準设计模型的參數；諸如環形振盪器(ring oscillator)的量測資料、關鍵電路路徑測試的結果，以及製程/電壓/溫度(PVT)監視器的數據，就是上述數據的例子。然後，這些數據收集工具將原始數據與智能集成自動化(intelligent integration automation)相結合，再提供給系統。最後，在每個生命週期階段進行有目標性的分析(targeted analytics)，進而可以對每個设计階段進行優化。
晶片生命週期管理带来哪些好处？
Amit Sanghani：SLM不僅為晶片设计人員，也對晶片的終端使用者(end user)帶來許多好處，包括可以更順暢且更快速的产物上市(product bring-up)、擁有更好的性能，以及在晶片的使用壽命期間，保有安全性。其他好處還包括提高设计效能、加快產量的提升、提高生產良率、減少測試時間、提高产物品質等。換句話說，可以加快晶片和系統本身上市的時間。
展望未来
總而言之"，SLM適用於晶片生命週期中的不同領域，從早期的设计開發、製造生產、測試、除錯和产物實際上線(bring up) 到現場運作(in-field operation)等。新思科技的SLM平台透過分析晶片上監視器和感測器的數據，完成晶片生產、设计和應用開發，進而優化晶片生命週期的各個階段。這代表了晶片设计和後續維護的一個全新方向！想像一下，你可以在未來與你的裝置持續保持連結，並在它的整個生命週期內追蹤、監控其運作狀況。這很可能會改變整個先進製程半導體设计領域的遊戲規則。