IMEC/NIT

作者:Erwin Glassee

我们在比利时鲁汶的大学间微电子中心(IMEC—关于 IMEC 的更多信息请访问 www.imec.be)的研究小组正在研究微电子制造工艺和微电子器件的模拟。 有些容易产生误解的是,这通常被称为技术计算机辅助设计 (TCAD)。 随着工艺和器件变得越来越复杂,模拟在微电子行业中变得越来越重要。 对于新技术开发周期而言,实际的原型制造目前需要耗费大量的时间和资金。

然而,为新的半导体技术制定良好的制造计划 并非易事。 计划中的众多参数,例如炉温、工艺持续时间、杂质注入剂量等等,都会影响最终的半导体微观结构。 此外,二极管、晶体管和电容器的电气特性取决于微观结构的几何形状和杂质含量。 工程师负责制定制造计划,使器件的所有电气特性不仅满足其指定值,而且对众多工艺参数上不可控制的波动表现出最小的敏感性。 试错法与物理洞察力相结合,曾经是工程师唯一可用的工具。

为了帮助工程师完成这项繁琐而重要的任务,我们开发了一个名为 NORMAN/DEBORA 的软件包。 NORMAN/DEBORA 的输入是一个制造计划的模板设计,其中包含其某些参数的可能范围。 然后,该软件包启动一些精心选择的制造计划的模拟,并构建电气特性的数学模型。

然后,工程师可以使用这些模型来解释模板制造计划。 她将找到关键参数,并了解电气特性是如何联系的、指定值是否可行,当然,还可以了解可以使用哪些参数值来实现这一点。 工程师可以判断电气特性在参数变化时(如在实际制造中)的灵敏度。 这将决定制造计划的稳健性。 最后,NORMAN/DEBORA 可以根据指定的电气特性和参数灵敏度对制造计划进行优化。

从实验室到市场

目前大多数工程软件都在各种更强大的 Unix 系统上运行,NORMAN/DEBORA 也是如此。 当产品即将离开研究阶段时,我们为潜在客户举办了演示。 起初,我们设想微电子行业是唯一的用户。 然而,迭代模拟、计划评估和优化的通用概念也可以应用于其他工程领域,例如塑料注塑成型以及动力学、声学和振动的力学分析。

事实证明,在工程软件市场上找到立足之地比我们预期的要困难得多。 我们拜访了客户,进行了演示,并使用客户的工程软件,为客户的特定类型的工程项目准备了成功的案例。 为了便于出行并避免安装程序,我们决定将软件安装在便携式机器上。 Linux 是最具吸引力的操作系统,因为它可以在小型、廉价的便携式 PC 上安装。 由于 Linux 本身是免费的,因此使用它将非常经济高效,并且不会在所需的功能上做出妥协。

  • Linux 被连接到我们的 Unix 工作站网络。 为了做到这一点,除了常见的发行版之外,我们还需要 PCMCIA 驱动程序包。 目前,我们使用 FTP 传输源代码,并使用远程登录在机器上工作。 为了进一步集成机器,可以使用 nfs,但这需要在便携式电脑未连接时进行重新配置。

  • 我们可以使用 NORMAN/DEBORA 的远程执行功能从我们的便携式机器运行模拟器。 然而,大多数公司不允许我们将便携式电脑连接到他们的网络。

  • 对于移植,Linux 具有符合 POSIX 标准的编程接口,并且可以随时使用优秀的 C 语言编译器。 由于一些较旧的和数学模块是用 FORTRAN 编写的,我们需要 f2c 来完成移植,因为当时没有完整的 FORTRAN 编译器可用。

  • 移植我们的图形用户界面需要用于我们的图形硬件的 X 服务器,这需要仔细选择。 由于用户界面是使用 Tcl/Tk 开发的,因此这一步也很顺利。 我们使用 gnuplot 生成图形,并使用来自 netpbm 图形格式转换库的 pbmtoxbm 将这些图形显示为 X 位图。 由于一些公司不希望在其机器上安装免费软件,我们计划使用 Motif 库中的小部件来替换此图形界面,Motif 库以低廉的价格提供给 Linux。

结论

在便携式电脑上配置 Linux 并将我们的软件移植到它上面所花费的时间无疑是值得的。 这台机器已被用于在客户现场轻松进行演示,包括在美国和加拿大的两次巡回演示。 我们还在客户现场进行工程项目,并将这台机器用于在客户现场举办的三天培训课程。 我们的团队成员经常在周末将机器带回家,如果当时没有人使用它! 我们的一些客户包括:荷兰的飞利浦、日本的 OKI、美国的柯达和施乐。 在微电子领域之外,美国的通用汽车也在使用 NORMAN/DEBORA。

该软件包的市场营销和进一步商业开发由声学工程软件领域的领先公司 Numerical Integration Technologies (NIT) 负责。

由于 Linux 本身几乎不做任何营销,因此它通常通过其支持者进入商业组织。 他们中的许多人是软件工程师,他们可能很难说服他们的经理 Linux 是一个可行甚至更优越的解决方案。 因此,我们要感谢许多一直在开发该系统及其应用软件的程序员。 我们计划在 NIT 继续将我们的软件移植到该系统。

Erwin Glassee 担任 Unix 软件工程师已有两年。 他之前在 IMEC 工作,现在在 NIT 工作。

Rudi Cartuyvels 在 IMEC 工作。

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