Евроинтех - Coventor - Проектирование MEMS устройств

Программное обеспечение для проектирования MEMS устройств компании Coventor

www.coventor.com

Сегодня на конференции IEEE MEMS 2012 компания Coventor впервые представила новую версию своего пакета для проектирования микроэлектромеханических систем (MEMS, МЭМС) CoventorWare 2012.

Линейка продуктов CoventorWare представляет собой интегрированную часть программной платформы, разработанной фирмой Coventor для быстрого концептуального проектирования MEMS устройств, их оптимизации и сопряжения с IC проектом. Пакет позволяет моделировать специфические MEMS фультифизические эффекты, такие как, связанные электромеханические эффекты, газовое демпфирование, анкерные потери, термоупругое демпфирование, производственные воздействия.

В число основных нововведений версии CoventorWare 2012 входят:

- Поддержка 64-разрядных платформ.

- Преобладающая гексаэдральная сетка разбиения, вместо малоэффективной тетраэдральной.

- Язык скриптов Python, позволяющий автоматизировать повторяющиеся операции в рамках единого интерфейса и управлять процессом анализа с помощью различных модулей пакета.

Основу данного программного обеспечения, предназначенного для разработки микроэлектромеханических (MEMS) устройств, составляет интегрированный пакет CoventorWare, обеспечивающий разработчикам два встречных пути проектирования: снизу вверх и сверху вниз. При проектировании сверху вниз сначала строится общая концепция создаваемого устройства и прорисовывается его схема на основе поведенческих моделей подсистем. Затем производится уточнение решения для реализации используемых подсистем, выполняется их оптимизация, после чего по их итогам проводится итерационный цикл уточнения параметров всей системы. Далее производится полное электромагнитное и электромеханическое моделирование разработанной системы, и проект передается на производство для технологической проработки. Среднее время проектирования в этом случае составляет около одной недели на проработку проекта "с нуля" и далее минуты на уточняющие итерации.

Путь проектирования снизу вверх является более общим и полным, поэтому позволяет реализовать функции, не имеющие описания в библиотеках поведенческих моделей. Сначала здесь задается спецификация устройства самого низшего уровня, производится прорисовка его топологии, электромагнитное и механическое моделирование. Итерационный цикл оптимизации таких устройств может длиться от нескольких часов до нескольких дней. Далее оптимизированные устройства группируются в более сложные интегрированные системы, которые также анализируются и оптимизируются, после чего передаются на производство. При таком подходе цикл проектирования занимает около трех месяцев.

В настоящее время пакет CoventorWare состоит из четырех основных и нескольких дополнительным программ, обеспечивающих разработчика всем необходимым инструментарием для реализации любого из описанных выше подходов.

Программа ARCHITECT представляет интегрированную среду проектирования, обеспечивающую групповую соразработку проектов микроэлектромеханических и микрожидкостных устройств на основе поведенческих моделей, то есть сверху вниз. Здесь имеется модуль разработки структурных и принципиальных схем с использованием поведенческих моделей электромеханических, оптических, сверхвысокочастотных и жидкостных устройств, а также типовых радиоэлементов. Другой модуль выполняет моделирование MEMS устройств и цифровых схем управления аналогично тому, как это делают обычные симуляторы на основе вычислительного ядра SPICE. Третий модуль производит генерацию двухмерного послойного описания топологии системы с использованием полностью параметризированных топологических моделей, которое затем может быть передано в программу DESIGNER в формате CDSII.

Программа DESIGNER и предоставляет разработчикам все необходимые средства для 2D и 3D проектирования MEMS устройств. Здесь имеется редактор двухмерных топологий модуль формирования трехмерной модели устройства, обширные базы данных материалов, эмулятор технологического процесса.

Программа ANALYZER является ключевым звеном пакета CoventorWare, так как обеспечивает комплексное моделирование всех физических процессов, описанных в самых различных областях. Конфигурация этой программы чрезвычайно гибкая и позволяет использовать широкий набор вычислительных модулей, специализированных для решения конкретной задачи, например, моделирования оптических, тепловых, пьезорезистивных эффектов. Полных список этих модулей с указанием их возможных приложений представлен в таблице ниже.

Четверная составная часть пакета INTEGRATOR представляет собой систему экстракции поведенческих моделей из устройств, разработанных с помощью программы DESIGNER и промоделированных программой ANALYZER. Наличие этого модуля в пакете делает его логически завершенным и дает возможность эффективно использовать устройства, спроектированные по принципу "снизу вверх" в последующих разработках.

Даже из столь краткого описания пакета видно, что это чрезвычайно сложная система, позволяющая решать самые различные задачи, начиная с оптических и СВЧ устройств и заканчивая биотехнологиями. Именно компания сгруппировала различные модули в специализированные наборы, называемые MEMS Development Platforms и позволяющие решать конкретные задачи проектирования.

В 2003 году в состав пакета CoventorWare был добавлен новый программный модуль MEMulator, который позволяет разработчикам MEMS устройств и технологам визуализировать результаты проектирования и подготовки технологического процесса еще до реального производства.

Для построения высокодетализированных реальных виртуальных моделей прототипов в MEMulator используется новая технология "Voxel" (volumetric pixel). Данная технология устойчива к ошибкам и легко поддерживает широкий спектр моделей начиная с элементов микронных размеров до законченного прибора. MEMulator подходит для всех приборов которые изготавливаются по IC-технологии включая MEMS, пассивные высокочастотные элементы , считывающие головки дисководов и т.д.

Позднее был выпущен новый продукт Etch3D, представляющий собой специализированное программное обеспечение для моделирования процесса "мокрого" анизотропного травления кристаллов кремния. Компьютерное моделирование данного процесса позволяет избежать излишних затрат на экспериментальные процедуры калибровки технологического процесса. Пользователь имеет возможность оценить качество полученных масок и понять трехмерную форму объектов, полученных в результате их использования, правильно выбрать травитель, его температуру и концентрацию, определить время травления.

Также недавно линию продуктов Coventor пополнил еще один модуль EM3DS, представляющий собой программу моделирования планарных СВЧ структур методом моментов.

ARCHITECT - Моделирование MEMS устройств на системном уровне