概伦电子NanoSpice系列：定制电路全场景的仿真和验证方案

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（来源：概伦电子Primarius）

在AI大模型、自动驾驶和智能终端等应用驱动的算力革命中，随着SoC集成度突破百亿晶体管、工艺节点进入3nm以下，以及存储器定制化、存内计算等架构的不断涌现，晶体管级电路仿真与全芯片验证（Full-Chip Verification）已成为高性能计算和存储芯片设计流程中最为关键且耗时的环节之一。传统验证方法在效率、容量与方法学上面临三重瓶颈，严重制约着芯片的上市进度、良率与市场竞争力：

• 效率与速度的瓶颈：模块级仿真，特别是含超大规模电源/地网络（PDN）的后仿，单次仿真时间从几小时激增至数天甚至数周。

• 容量与资源的瓶颈：面对几千万乃至上亿晶体管，叠加数十倍寄生参数，仿真器内存消耗陡增。在合理时间内，利用现有服务器资源完成任务，成为实际工程化的关键。

• 方法学演进的需求：单纯依赖仿真器提速已难满足爆炸式增长的需求。

而全芯片级晶体管仿真更是瓶颈中的瓶颈，涉及存储器（SRAM/DRAM/Flash/新型存储器）、全芯片SoC（如电源管理、汽车电子MCU、CIS图像传感器）以及数字芯片中的高精度模块（如时钟树后仿），其验证周期直接决定产品上市时间。

业界亟需新的验证范式——根据不同电路模块的工作频率、精度要求，动态采用最适宜的建模与仿真策略，在可控精度范围内实现高效简化，支撑PVT、可靠性与良率分析等全流程验证。

概伦电子的电路仿真解决方案——NanoSpice™系列，旨在系统性破解定制和先进工艺下全场景仿真和验证的困局。根据芯片电路的不同特性与验证需求，NanoSpice™智能匹配最适宜的仿真策略，实现“专通结合”的最优解。

• SPICE级：高频模拟电路、高速数字和存储接口电路

• 专用的FastSPICE优化：全芯片数模混合电路和存储器电路

• Verilog行为级：数字逻辑

NanoSpice X™

• 确保SPICE级精度，通过高效并行计算，处理上亿器件的全芯片后仿真，有效应对容量瓶颈；

• 辅以卓越的内存管理能力，在主流服务器集群上可完成超大规模PDN与时钟树的后仿。

NanoSpice Pro X™：创新双引擎架构基于电路拓扑智能决策，在保证精度的同时实现效率跃升。

• 在存储器设计中，自动识别规整结构并应用高度优化的FastSPICE算法，显著提升阵列验证效率；

• 在高精度模拟电路中，无缝切换至SPICE引擎，确保结果精度；

• “专通结合”，成为CPU、GPU、AI加速器等复杂SoC的理想选择，得到客户的硅后验证。

更为关键的是，NanoSpice Pro X™支持先进的3D-IC和多工艺协同仿真技术：

• 涵盖从TSV、微凸块到混合键合的复杂互连结构，并完整支持后仿真的反标流程；

• 显著优化仿真结果输出、波形保存、measure语句执行及电路检查等后处理功能的效率。

确保用户在面对超大规模仿真结果时，既保留关键分析数据，又将电路仿真性能的影响和内存的额外消耗降至最低，有效应对先进封装和异构集成带来的验证挑战。

NanoSpice MS™：打破数模界限，针对数模混合芯片验证中“数字等模拟”难题。

• 通过创新的同步算法，实现模拟与数字域的高效协同仿真；

• 数字部分通过Verilog/System Verilog进行行为级建模，与晶体管级模拟电路联合仿真，达成真正的全芯片验证，大幅提升整体效率；

• 无缝衔接概伦电子自主研发的数字仿真器VeriSim™。

概伦电子坚信，单一工具的突破无法解决系统性的验证困局。因此，我们正致力于构建一个以NanoSpice™仿真家族为核心的全场景验证环境，覆盖从设计早期到签核量产的完整流程：

• 设计早期：通过静态电路检查（Static Circuit Check）快速识别潜在设计规则与拓扑问题；

• 仿真阶段：结合动态电路检查与SOA（Safe Operation Area）分析，确保电路在各种工艺角（Corner）和工作条件下的功能与可靠性；

• 签核阶段：依托电路良率分析平台NanoYield™与high-sigma分析，精准预测量产良率；同时，通过可靠性晶体管老化分析与信号完整性分析（SI），为芯片的长期稳定运行保驾护航。

概伦电子也相信，验证的目标是让设计师能更自由地探索架构创新，更从容地应对设计迭代。NanoSpice™仿真家族旨在帮助设计团队建立高效、无损的验证流程，避免因工具割裂导致的数据转换与精度损失。

为探索这一环境的实践路径与技术细节，我们将推出“NanoSpice™应用解决方案”系列专题，敬请期待以下内容：

• 首期聚焦：基于NanoYield™的电路设计良率优化与高西格玛（high-sigma）分析方法论；

• 可靠性初步：静态与动态电路检查、SOA分析的进阶技巧与实战案例；

• 方法学前沿：数模混合仿真与先进验证策略的深度解析；

• 可靠性基石：晶体管级老化模型与寿命预测；

• 信号护航：信号完整性（SI）与电源完整性（PI）的协同验证方案。

让我们一同开启这场关于验证方法学的深度对话，共同定义全场景仿真的未来。