Développement de modèles pour l'évaluation des performances ...

Chapitre VI: Comparaison des performances logiques et SRAM au noeud 14-16nm.
VI.B.4.
Anneaux résonnants d’inverseur FO3 avec charge additionnelle de
sortie variable
tel-00820068, version 1 - 3 May 2013
Pour l’évaluation de performance dynamique au nœud 16nm, nous nous focaliserons sur les anneaux résonnants
constitués d’inverseurs FO3 avec une charge en sortie de chaque étage comprise entre 0 et 10fF. Les inverseurs
sont constitués de NMOS et de PMOS de même largeur, fixée à W=0.12µm en considérant une réduction de 30%
par rapport au nœud 20nm. Les inverseurs utilisant l’architecture Trigate seront constitués de trois fins ce qui
mène à une empreinte physique sur silicium W FootPrint = 120nm, et donc une largeur électrique W elec =168nm. Nous
choisissons donc de ne pas étudier le comportement des inverseurs FO1 car ces derniers sont moins
représentatifs de la performance réelle d’un circuit. De plus, pour ce nœud technologique, nous ne disposerons
pas du chemin critique DDR3 car la conception de ce dernier doit être effectuée pour chaque nœud
technologique et n’a pas encore été faite par les équipes de conception. Enfin, pour la prise en compte du délai
RC dû aux interconnexions des niveaux de métallisation, nous utiliserons le même PEX (Parasitic EXtraction) que
celui utilisé et développé pour le nœud 20nm (le PEX 14nm n’est pas encore disponible car les règles de dessin et
les matériaux des niveaux de métallisation ne sont pas encore connus). Comme dans le chapitre précédent, et
pour les mêmes raisons, nous effectuerons des simulations avec polarisation de la face arrière à V dd uniquement
pour l’architecture FDSOI. Au vue des dimensions de cette architecture pour le nœud 14nm, le décalage de
tension de seuil sera de 100mV/V de polarisation de face arrière.
Commençons par examiner le comportement en vitesse des inverseurs FO3 en fonction de la tension
d’alimentation V dd . La Figure VI-5-a représente la variation de fréquence d’un anneau résonnant FO3 sans charge
en sortie. Comme dans le chapitre précédent, on remarque que l’architecture est pénalisée par ces capacités
parasites. Cependant, pour les faibles tensions d’alimentation (V dd 5fF).
220