NFGen：基于流的联合生成模型标准化方法，用于实现变异性感知设计技术的协同优化

《IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems》：NFGen: Normalizing Flow-Based Joint Generative Model for Variability-Aware Design Technology Co-Optimization

变异性敏感的集成电路设计技术协同优化中，我们提出基于归一化流生成框架NFGen，通过联合分布建模生成高精度综合模型库，并创新性设计两种相似性评估指标，实验表明NFGen的误差控制能力较现有方法提升2-8倍，有效解决先进制程下变异性建模难题。

　　

摘要：

随着晶体管尺寸的持续缩小，变异性在电路设计和制造中的影响变得越来越重要。在模型卡中对这些变异性的准确表示有助于节省设计裕度，并为设计技术协同优化（DTCO）提供适当的指导原则。为了解决这一挑战，我们提出了一种新颖的机器学习框架——基于归一化流的联合生成模型（NFGen），该模型能够从有限的模型卡数量中生成一个全面的模型库。与传统的生成方法不同，NFGen首次尝试近似模型卡参数的联合分布，从而包含了参数之间的相关性信息，从而更准确地反映了变异性的影响。此外，我们还引入了两种相似性度量标准来严格评估生成模型卡的质量。实验结果表明，与现有技术相比，NFGen将整体误差降低了2倍到8倍，验证了其在考虑变异性的DTCO中的优越性。

引言

设计技术协同优化（DTCO）[1]是一种将半导体技术开发与电路设计深度结合的方法，旨在提升关键指标，如性能、功耗效率、面积和成本，尤其是在先进技术节点上。然而，随着晶体管尺寸的持续缩小[2]，由电荷和材料离散性引起的原子级随机性加剧了变异性的影响。在DTCO中忽略这些变异效应会导致仿真和可靠性评估出现严重偏差，从而对电路和系统性能及产量产生显著影响[3]。随着工艺节点的进步，这种变异性问题变得更加突出，成为DTCO中的一个根本性挑战[4]，这要求对集成电路中的这些变异效应进行准确的统计评估。