منذ عقدة 20 نانومتر، تم تحسين القياس من خلال تقديم بنيات مثل FinFETs، وnanosheets، وforksheets، وCFETs، وحلول التكامل الجديدة مثل التراص ثلاثي الأبعاد وتكامل الشرائح الصغيرة.
حولت هذه التحولات تصميم الرقائق إلى عملية التحسين المشترك لتكنولوجيا التصميم (DTCO) وحتى التحسين المشترك لتكنولوجيا النظام (STCO).
ولكن مع تسارع الصناعة نحو عقد الأنجستروم هذه، حيث لم نعد نقوم فقط بتقليص الترانزستورات، ولكن إعادة كتابة بنية الرقائق، تراجعت الأبحاث الأكاديمية تدريجياً.
وعندما زاد تعقيد تصميم أشباه الموصلات، لم تعد طبقات التجريد التقليدية، التي مكنت الجامعات لفترة طويلة من استكشاف سيناريوهات التصميم الواقعية، تضاهي تعقيد التكنولوجيات المتقدمة.
ونتيجة لذلك، انحرفت البحوث الجامعية تدريجيا بعيدا عن الممارسة الصناعية، مما أدى إلى عزل الباحثين الأكاديميين عن دفع عجلة الابتكار.
وهذا على وشك التغيير مع مجموعات تصميم عملية تحديد المسار (P-PDKs). P-PDKs: ستعيد الأوساط الأكاديمية إلى المسار السريع لأشباه الموصلات.
ما يميز P-PDKs هو أنها تتوقع التقنيات المستقبلية. إنها مبنية على نماذج تنبؤية للتقنيات القادمة.
وهذا يسمح للباحثين باستكشاف المفاضلات على مستوى النظام، وتقييم الآثار المعمارية، وإعداد تدفقات التصميم قبل أن تصل التكنولوجيا إلى مرحلة النضج، مما يمنح المبدعين، بما في ذلك الباحثين الجامعيين، بداية حاسمة في تصميم الموجة التالية من الرقائق.
“عندما يتعلق الأمر بأشباه الموصلات التي تتجاوز 2 نانومتر 
“الابتكار، لا يمكنك تسجيل دائرة مادية، لأن التكنولوجيا ببساطة غير موجودة بعد،” أنيتا فاروخنيجاد (في الصورة) مديرة برنامج DTCO في imec. “ولكن يمكنك بالفعل استكشاف كيف سيبدو الأداء، وما هي آثار النظام وكيفية إعداد تدفقات الهندسة المعمارية والتصميم لما هو قادم.”
لدعم هذا الاستكشاف التطلعي، ترتكز وحدات P-PDK الخاصة بشركة NanoIC على تدفقات عملية تبلغ 2 نانومتر من شركة imec. ومن هذا المنطلق، يتم تصميم هياكل الأجهزة التفصيلية ثلاثية الأبعاد واستخلاصها في نماذج مدمجة للمحاكاة على مستوى الدائرة.
تعمل هذه على تمكين مكتبات الخلايا القياسية الكاملة، إلى جانب نماذج الترانزستور التنبؤية، وتعريفات مكدس التوصيل البيني، والمعلمات الطفيلية، وملفات قواعد التصميم (DRC، LVS)، وأمثلة التصميم المرجعي.
النتيجة: الوصول إلى بيئة تصميم كاملة وحلقة تعليقات تربط رؤى التصميم بتطوير التكنولوجيا.
تسريع النظام البيئي لأشباه الموصلات من الجيل التالي
مع إطلاق أول P-PDK في عام 2024 (2 نانومتر)، والثاني في نوفمبر 2025، فإن الوصول إلى P-PDK هو أكثر من مجرد توفير مجموعات التصميم في المرحلة المبكرة.
من خلال العمل كجسر بين ابتكار العمليات وتصميم النظام، يضمن خط NanoIC التجريبي أن مستقبل الحوسبة لا يتشكل خلف أبواب مغلقة، بل يتم تطويره في نظام بيئي يتضمن العقول الأكاديمية المجهزة بشكل أفضل لاستكشاف نماذج تصميم جديدة وجريئة.
ولذلك فإن إدخال أدوات PDK التي تحدد المسار هو أكثر من مجرد تقدم تقني. فهو يعيد التوافق بين البحث الأكاديمي والممارسة الصناعية. ويمكن للجامعات الآن مواءمة استكشافها للبنى الجديدة الجريئة مع معايير التكنولوجيا المتقدمة، في حين تستفيد الصناعة من الأفكار الثورية التي تم تطويرها في ارتباط وثيق بمسارات تكنولوجية واقعية.
