Cadence Photonics
The future of integrated electronics/photonics design
automation
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主要好处
光子学已迅速进入主流电子设计。在对带宽有高要求的市场中，只有光子IC（PIC）提供了可行的解决方案。其他关键应用包括天线和RF系统，生物光子学和环境传感系统。为了应对设计PIC的挑战，Cadence与生态系统合作伙伴合作开发了集成的电子/光子设计自动化（EPDA）环境。
经过验证的电子/光子系统设计
经过验证的电子/光子系统设计，仿真和分析设计平台
提高生产力
电子/光子电路的高效设计流程
管理复杂曲线设计
强大的功能和API集，用于生成和编辑复杂的曲线形状
我们可提供
Efficient Photonics Design Flows
PIC设计面临许多独特的挑战。它们的曲线，基于多边形的布局通常是手工绘制的，这是劳动密集型，容易出错且耗时的。当前可用的过程设计套件（PDK）尚不成熟，其固定GDS布局单元，规格和过程规则数量有限。错误检查非常具有挑战性，但是布局与原理图（LVS）和设计规则检查（DRC）工具充其量只是原始的。如果没有广泛接受的SPICE等效项的支持，电路建模也很困难。通常，设计人员在设计系统时最终要两次手动绘制原理图，而在设计组件时要对布局进行同样的绘制。Cadence及其合作伙伴提供的EPDA环境可应对这些挑战，并简化整个设计过程。
PIC Exploration
概述
PIC设计面临许多独特的挑战。它们的曲线，基于多边形的布局通常是手工绘制的，这是劳动密集型，容易出错且耗时的。当前可用的过程设计套件（PDK）尚不成熟，其固定GDS布局单元，规格和过程规则数量有限。错误检查非常具有挑战性，但是布局与原理图（LVS）和设计规则检查（DRC）工具充其量只是原始的。如果没有广泛接受的SPICE等效项的支持，电路建模也很困难。通常，设计人员在设计系统时最终要两次手动绘制原理图，而在设计组件时要对布局进行同样的绘制。Cadence及其合作伙伴提供的EPDA环境可应对这些挑战，并简化整个设计过程。
Addressing Curvilinear Layouts
概述
CurvyCore ™基础架构和API 集成到Virtuoso定制IC设计平台中，使设计人员可以轻松地生成和编辑光子学，MEM，微流体学和保形金属工艺中常见的复杂曲线形状。将CurvyCore技术集成到Virtuoso平台中可为开发复杂的多结构系统提供单一设计环境。
尽管CurvyCore听起来像您可以在当地的体育馆上课，但它实际上是一项新技术，可以在Virtuoso中计算和表示非曼哈顿形状。
CurvyCore技术针对多种应用，例如微流体，MEMS和保形布线。但是驱动该技术的最初应用是光子学。光子学涉及许多奇怪的形状，与曼哈顿的几何形状相去甚远-可以说伦巴底街的几何形状，仅次于世界上最弯曲的街道（实际上，伦巴底街甚至不是旧金山最弯曲的街道，那是位于波特雷罗后面的佛蒙特街）希尔，但这不是旅游区）。
我与领导CurvyCore开发的Cadence杰出工程师Gilles Lamant坐了下来。有关硅光子学的基本介绍，请参阅我的文章《硅光子学》， 其中涵盖了他给Cadence的工程组织提供的演示文稿/教程。
上面的图片为您提供了我们正在谈论的“非曼哈顿”概念。就布局而言，这是与高级工艺前进方向截然不同的方向。借助自对准双图案（SADP）等技术，高级工艺甚至比曼哈顿布局更规则，有时在一层上只允许一个尺寸，有时只允许一定的宽度和间距。但是，在Virtuoso中同时具有这两种功能意味着在同一工具中同时支持超规则FinFET几何形状和弯曲几何形状，如您在上图的底部看到的，其中混合了直线电连接与弯曲的光学眼镜。
与常规IC布局不同，您无法真正以足够的精度手动绘制这样的布局。相反，它的核心是一个数学模型，因此我们可以计算路径，偏移，功能区，边界，并进行与布尔运算等效的数学运算。上表显示了数据模型，该模型包含三个主要层。顶部的粉红色层由布局的实际多边形，OpenAccess形状组成。由于OpenAccess不支持曲线，因此可以有大量的多边形以足够的精度表示这些布局之一。中间的蓝色层是具有离散形状的IEEE双浮点模型。最下面的绿色层是纯数学模型，通过符号方程式进行接口。实际上，底部的绿色是形状的精确数学表示，
光子学
在本文的其余部分中，我将重点介绍光子学。原因之一是Cadence将于11月7日至8日举行光子学研讨会。有关详细信息，请参见本文末尾。
在过去的几年中，光子学主要是由数据中心和HPC需求驱动的。由于数据中心网络大多是光学的，因此它们已大量转移到光子学中。但这也为其他应用打开了大门，例如激光雷达，生物医学和军事应用。5G开始直接在光纤上驱动RF（没有先对其进行数字化处理）。有些人将光子学视为当前SerDes方法的替代方法，该方法开始需要过多的能量。从业务的角度来看，代工厂必须提高光子学能力才能满足HPC市场的需求，但是开发了该技术之后，其他市场也是机遇。
CurvyCore与光子学完美配合的原因是光不像电流。您可能已经听说过光喜欢直线传播，这是事实。但是，光确实不喜欢绕过尖角，因为它们会反射并造成信号损失-一旦达到RF频率，电信号就会产生相同的影响。要使光线绕过某个拐角，您必须逐渐绕曲线移动，因此需要使用CurvyCore。光与电信号甚至RF都不一样，因为它具有不同的模式（不同的颜色，即频率，不同的极化，电场和磁场分量）。
由于光学器件抗辐射能力强，因此在飞机和卫星上的应用领域很有吸引力。在卫星中，有一些来自太阳的粒子，但是在这些条件下，光子的性能良好。而且它更轻。目前尚不清楚它在汽车中的作用，因为这对成本极为敏感（卫星秤的另一端），尽管任何减轻重量的措施都很有吸引力。
另一个有吸引力的领域是微流体医疗市场。这是光子学（用于光学传感）和微流体的混合物，涉及用于移动几乎无限量的样品和试剂并进行测量的通道。它们非常复杂，涉及大量计算，因此需要在同一芯片上进行高级处理。由于这些设备可以一次性使用，因此有潜力成为一个大市场。就像喷墨打印机墨盒一样，每个墨盒都包含一个芯片，但是如果您要在家庭实验室中监控血液，那么与打印机墨盒相比，您将获得更多的设备。
光电车间
如上所述，Cadence将于11月7日至8日举行光子学研讨会。第一天是光子学领域工作人员的一系列演讲。主题演讲由加州大学伯克利分校的弗拉基米尔·斯托亚诺维奇（Vladimir Stojanovic）发表， 题为《 电子光子集成的莫尔》。
其余时间包括：
- 模拟/ RF光子学应用由洛克希德·马丁公司的里克·史蒂文斯C.
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使用标准CMOS平台构建光子学 Ayar Labs的Mark Wade
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NIST的Matthew Hummon的芯片级光学时钟和集成光子学
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集成光子学的AI计算 Light怀特·蒙怀宇
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imec的Roelof Jansen的非电信光子学活动
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PsiQuantum的Syrus Ziai提供的用于量子计算的硅光子平台
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超表面光学：从光谱学到医学成像，Magic Leap的Reza Khorasaninejad
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InP中用于传感应用的光子集成电路作者：Fraunhofer Heinrich Hertz Institute HHI的Moritz Baier
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Lumerical首席技术官James Pond致闭幕词
第二天是与Lumerical和Mathworks合作进行的光子学研讨会。布局部分将全部使用Virtuoso的CurvyCore版本完成，因此您可以直接使用它。研讨会中使用的示例任务是设计激光雷达光子学IC：
- 天线表征（FDTD）
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天线阵列设计（MathWorks相控阵系统工具箱）
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协同仿真（使用Spectre AMS Designer + Lumerical INTERCONNECT进行光束转向）
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通过MathWorks工具进行模拟和混合信号的可视化和分析
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一体化设计的Virtuoso ® 定制IC设计平台，包括布局SKILL 脚本/主服务小区
