集成电路分析中的非线性模型降阶方法研究

集成电路分析是集成电路性能分析与优化的基础。本项目针对当前模型降阶理论发展中非线性电路模型降阶这个瓶颈问题开展研究。针对非线性模型降阶的线性化及投影降阶两个方面,研究基于晶体管级/子电路级的分段线性化方法，扩大分段线性模型覆盖的状态空间范围，减少分段线性模型对于"训练"输入的依赖；研究基于小波的时域非线性模型降阶方法，研究基于压扩技术及自适应技术的小波时域非线性降阶及精度控制方法,提高非线性电路模型降阶的时域逼近精度，解决现有频域非线性模型降阶算法在时域逼近精度较低的问题。本项目研究不仅对解决集成电路分析中的非线性模型降阶的实际问题具有现实意义，也将进一步推动非线性模型降阶理论的发展。

本课题主要围绕非线性电路的模型降阶方法展开，研究了非线性电路晶体管级/子电路级分段线性化投影模型方法、时域模型降阶方法、非线性系统及具有大量端口互连电路混合系统的模型降阶等问题，完成了预期的研究内容。提出了非线性系统中具有大量端口互连电路系统的模型降阶方法，获得的降阶模型比基于消去的降阶方法更为稀疏，仿真速度更高，且保证了降阶系统的可实现性。提出了非线性电路子电路级分段线性化投影模型方法，极大减少了轨迹展开的展开点数，降低了模型复杂度，实现了晶体管级及子电路级降阶模型的复用。提出了基于时域梯形差分的时域模型降阶方法，相比现有的时域模型降阶方法，计算复杂度大大降低，精度更高。本项目还将模型降阶方法应用于工艺偏差下电源地网络降阶分析，提高了分析效率。此外，本项目还针对纳米尺度集成电路的热分析问题及光刻热点分析问题开展了研究工作，提出了集成电路的并行热分析方法及集成电路光刻热点分类方法。至结题时，共发表论文9篇，其中SCI 检索3篇、EI 检索6篇、ISTP 检索2篇，其中包括集成电路EDA 领域最好的国际会议IEEE/ACM Design Automation Conference(DAC)论文2篇，IEEE Transactions on Very Large Scale Integration Systems、IEICE - Transactions on Electronics以及COMMUNICATIONS IN COMPUTATIONAL PHYSICS论文各1篇。已获得国家发明专利3项，申请国家发明专利5项。具有大量端口互连电路系统的模型降阶方法已经集成到了北京华大九天软件有限公司的电路仿真工具aeolus中，并向客户推广应用。获上海市自然科学一等奖1项，培养博士生2名，硕士生8名。