提高量子计算IC能效！西门子宣布，开发“量子就绪”的低温半导体

光子盒研究院

12月20日，西门子数字工业软件公司（Siemens Digital Industries Software）宣布与sureCore和Semiwise合作开发突破性的低温CMOS电路，该电路能够在接近绝对零度的温度下工作，是量子计算系统的基本组成部分。

这项合作有望使面向量子计算的下一代集成电路（IC）在性能和能效方面取得巨大进步，而量子计算被认为是高性能计算（HPC）研发领域的前沿技术。

释放量子计算在高性能计算和其他快速增长的应用中的潜力，关键在于能否获得能够在低温条件下工作的控制电子器件。

Semiwise利用西门子先进的模拟/混合信号集成电路设计技术，开发出了具有低温SPICE模型的低温CMOS电路设计，以及能够在低温条件下进行精确分析的SPICE模拟器技术。

Semiwise将向sureCore提供利用西门子模拟快速SPICE （AFS）开发的这一知识产权（IP），用于开发sureCore革命性的CryoIP产品线：该产品线旨在实现CryoCMOS控制芯片的设计，这对释放量子计算的商业潜力至关重要。

在开发CryoIP产品线的过程中，sureCore还使用了西门子的Analog FastSPICE平台和西门子的Solido Design Environment软件，这两个平台和软件都能在低温条件下可靠、准确地运行，使sureCore能够使用Semiwise的低温晶体管模型构建模拟电路、标准单元库以及包括SRAM、寄存器文件和ROM在内的存储器设计。

此外，西门子的Analog FastSPICE软件展示了在低温条件下处理晶圆代工器件模型的卓越能力，有助于提供高效的模拟、混合信号和数字电路设计与验证功能，而不会出现收敛问题。

其结果是实现了高水平的精度和性能，为量子计算领域可能取得的突破性进展奠定了基础。

现在，sureCore正在利用GlobalFoundries的22FDX PDK快速实现其首个CryoIP磁带输出。

sureCore首席执行官保罗·韦尔斯（Paul Wells）强调了这一合作关系的关键作用。韦尔斯说：“关键存储元件和位单元必须被视为模拟电路，对工艺变异和不匹配高度敏感。”

“我们在开发新的存储器设计及其相关编译器时，需要运行成千上万次统计电路仿真，以保证我们IP的产量和可靠性。我们与西门子EDA的合作使我们能够利用西门子的定制IC验证技术来构建专为量子应用量身定制的强大低温IP内核。”

西门子数字工业软件公司定制IC验证部总经理兼副总裁阿米特·古普塔（Amit Gupta）表示：“这种合作关系象征着西门子对推动量子计算领域发展的坚定承诺。所开发的突破性技术和解决方案有可能重新定义高性能计算的界限。”

西门子的Analog FastSPICE平台采用了西门子Analog FastSPICE eXTreme平台的技术，可为纳米模拟、射频 (RF)、混合信号、存储器和定制数字电路提供最先进的电路验证。

它拥有所有主要代工厂的代工认证，并通过了从成熟到最先进的各种工艺节点的认证。西门子的模拟FastSPICE平台提供全面的使用模型，包括小信号、瞬态、射频、噪声、老化和多重模拟验证功能，并与基于SPICE的行业标准流程兼容。这一全方位的解决方案具有高性能、大容量和灵活的特点。

西门子的Solido设计环境发挥了关键作用，它为标称和变异感知分析提供了一个全面的驾驶舱，并包含SPICE级电路模拟设置、测量、回归、波形和统计结果分析。在人工智能技术的支持下，Solido设计环境可帮助用户确定优化路径，以提高电路功率、性能和面积，促进生产精确统计收益分析，缩短运行时间。

参考链接：

[1]https://www.design-reuse.com/news/55435/siemens-collaborates-surecore-semiwise-quantum-computing-cryogenic-semiconductor.html

[2]https://newsroom.sw.siemens.com/zh-CN/siemens-eda-quantum-crygogenics/