EO528

ELETTRONICA OGGI 528 - SETTEMBRE 2025 12 Con l’industria dei semiconduttori che prosegue nella sua inarre- stabile marcia verso nodi di processo sempre più ridotti e circuiti integrati (IC) sempre più complessi, la sfida di garantirne l’affida- bilità è diventata sempre più impegnativa. Gli analisti del settore prevedono un significativo aumento della domanda di verifica re- lativa all’affidabilità dei semiconduttori, poiché aspetti come l’ana- lisi dei fenomeni di elettromigrazione, o delle cadute di tensione (IR drop), sono divenuti elementi fondamentali dell’intero processo di verifica dei progetti. La posta in gioco è alta: circuiti integrati inaffidabili possono fini- re per generare costosi malfunzionamenti, danni alla reputazione e persino rischi per la sicurezza. Il costo medio di un singolo mal- funzionamento di un semiconduttore sul campo può essere molto elevato. Con la proliferazione di applicazioni mission-critical in settori come quelli automotive, della sanità o aerospaziale, la ne- cessità di una solida capacità di verifica dell’affidabilità non è mai stata così pressante. Le sfide dell’affidabilità nel panorama della progettazione dei moderni circuiti integrati Al cuore della sfida dell’affidabilità vi è la crescente complessità dei progetti di circuiti integrati. I progettisti, impegnati nello sforzo di inserire un numero crescente di funzionalità all’interno di fattori di forma sempre più piccoli, devono al contempo affrontare una serie di problematiche che possono influire sull’affidabilità: dal- le dispersioni, alla gestione dell’alimentazione, all’integrazione di molteplici blocchi IP tra loro disomogenei. Uno dei problemi di affidabilità più significativi è costituito dalla gestione delle dispersioni, che possono avere un profondo impatto sulle prestazioni, sull’efficienza energetica e sulla stabilità a lungo termine di un dispositivo. Le dispersioni possono manifestarsi in va- rie forme, fra le quali le dispersioni di tipo parassitico, le dispersio- ni del gate analogico e quelle del gate digitale: tutte costituiscono un problema che deve essere affrontato con grande attenzione. Le dispersioni dipendono fondamentalmente sia dai dispositivi a transistor utilizzati nella progettazione che dal nodo di processo. Esistono molte tecniche di progettazione che possono essere impie- gate per combattere significativamente i fenomeni di dispersione all’interno dei progetti, ma queste richiedono un attento sforzo di coordinamento e di verifica dei blocchi IP, di come essi vengono utilizzati e di come interagiscono tra loro. Oltre alle dispersioni, anche l’integrazione di molteplici blocchi IP provenienti da fonti disparate, sia interne che esterne, può porre notevoli sfide relative all’affidabilità. Disallineamenti dei protocol- li di comunicazione, degli stati di potenza e dei livelli di tensione possono condurre a problemi di integrazione difficili sia da rileva- re che da risolvere. L’approccio shift-left: affrontare l’affidabilità nelle fasi iniziali del processo di progettazione Per affrontare queste sfide di affidabilità, i progettisti dei circuiti inte- grati stanno adottando sempre più una mentalità di tipo “shift-left”, secondo la quale l’utilizzo degli strumenti di verifica dell’affidabilità viene integrato nelle prime fasi del processo di progettazione. Que- sto approccio è in netto contrasto con l’approccio tradizionale, nel quale i controlli di affidabilità sono invece spesso demandati a fasi AFFRONTARE L’AFFIDABILITÀ NELLE FASI INIZIALI DELLA PROGETTAZIONE DEI CIRCUITI INTEGRATI PUBBLIREDAZIONALE