Проектирование и создание микросхем
Проектирование современной системы на кристалле SoC (англ. system on chip) включает в себя несколько этапов, например, проектные спецификации, интеграцию SoC, синтез, вставку структур тестирования и отладки, создание физического макета, а также проверку функциональности и производительности. Сложность состоит в том, что все эти этапы должны сохранять необходимый уровень информационной безопасности.
Существующие в России системы проектирования и разработки микросхем требуют усовершенствования. Стандартизация и комплексный подход к созданию электронной компонентной базы, которая бы отвечала требованиям информационной безопасности, могут обеспечить хороший современный уровень.
Этот факт представляет собой дополнительную сложность в контроле качества и безопасности изделий на выходе с производства, потому что производство вынуждено работать с файлами, предоставленными разработчиками, но никто не знает, насколько данные файлы проверены.
Более того, разработка часто осуществляется несколькими организациями, а некоторые IP блоки закупаются у сторонних организаций, в том числе и иностранных. Все это представляет собой информационную угрозу отечественной продукции и не соответствует необходимому уровню мировых стандартов производства.
Тестирование vs безопасность микросхем
Тестируемость и безопасность в микросхеме явно противоречат друг другу. Создавая возможность тестирования, разработчик, по сути, раскрывает важную информацию о микросхеме. Если целью разработки микросхемы является безопасность, очень трудно оправдать степень управляемости и наблюдаемости, которую обеспечивает тестируемость, из-за утечек, связанных с тестированием.
Одной из главных проблем разработки и производства микроэлектронных устройств в России является отсутствие плотной обратной связи между разработчиками и производственными линиями. Мощности производства слишком инерционны, чтобы давать быстрый отклик на корректировки или производства сверх малых партий микросхем.
Все описанные проблемы указывают на необходимость комплексного подхода в создании микросхем. Наличие центров, которые бы объединяли в себе разработку, производство (хотя бы малой серии) и контроль всех процессов создания микросхемы во многом может повысить качество и количество выхода годной и безопасной продукции.
Проведение тестирования непосредственно в дизайн центре –позволит сократить время разработки и повысить защиту, так как подобный подход подразумевает полностью контролируемую систему. Подход к разработке, включающий в себя полноценную функциональную проверку и обеспечение информационной безопасности, требует больших временных затрат (годы).
Преимущества аппаратной эмуляции
В случае аппаратной эмуляции процесс значительно сокращается по времени (рис.1).
Рисунок 1 – Подход к разработке, включающий в себя эмуляцию
Контроль качества и анализ отказов микросхем
Контроль качества и анализ отказов должны использоваться на каждом этапе жизненного цикла электронных компонентов, потому что на каждом из них возможны возникновения ошибок и дефектов (рис.2).
Рисунок 2 – Этапы жизненного цикла устройства
Анализ отказа полупроводниковых устройств необходим для выяснения причины отказа и обеспечения на основе этой информации оперативной обратной связи с этапами производства и проектирования. Можно выделить 6 основных этапов жизненного цикла электронных компонентов:
- разработка дизайна;
- разработка технологии,
- мелкосерийное производство;
- серийное производство;
- контроль на соответствие техническим требованиям (испытания);
- эксплуатация.
Все эти этапы представляют собой единый дизайн проект и должны быть согласованы между собой обратной связью. Очевидно, чтобы гарантировать надежность, связь такого рода должна быть "встроена" в устройство еще на стадиях проектирования и разработки технологии и поддерживаться на каждом этапе производства.
Вывод
Приведенный подход комплексного исследования микросхем позволит повысить производительность, повысить выход годных и безопасных микросхем, что приведет к увеличению рентабельности и прибыльности производства.
