基于SMS-EMOA的多目标设计-技术协同优化方法，用于5纳米全栅极晶体管

《IEEE Transactions on Electron Devices》：SMS-EMOA-Driven Multiobjective Design-Technology Co-Optimization for 5-nm Gate-All-Around Transistors

　　

摘要：

由于物理效应和二阶效应的复杂性，优化5纳米以下器件的电学性能极具挑战性。本文提出了一种基于S-Metric选择进化多目标优化算法（SMS-EMOA）的设计-技术协同优化（DTCO）框架。该框架通过集成一个轻量级的性能预测替代模型，在严格的制造约束下高效地识别出帕累托前沿。与直接的技术计算机辅助设计（TCAD）相比，该方法实现了62× 的加速效果，并将峰值内存使用量从12GB降低到约200MB。此外，可以从I – V 和 C – V 数据，实现了快速的电路级验证。考虑到后端互连寄生参数，DTCO在具有布局意识的97级NAND2环形振荡器上进行了优化。与随机基线相比，优化后的器件功耗降低了34%，性能提高了65%，同时SRAM静态噪声裕度（SNM）提高了25%以上，从而增强了稳定性。该框架建立了跨工艺、器件、布局和电路协同优化的紧密且可扩展的连接。