モデリングのプロフェッショナル集団が企画・設計し開発した統合型自動モデリングツールです。
モーデックがデバイスモデリングのリーディングカンパニーとして長年培ってきた「モデリングノウハウ」をソフトウェアとして実現しました。

X-tractorを用いた
モデリングイメージ
Fig. 1 操作画面イメージ
Fig. 2 データシートの複数特性の目標値(オレンジ色プロット)に対する自動モデリング結果(青グラフ線)

AIテクノロジー

X-tractorは、モデリングアルゴリズムにAIエンジンを搭載しています。
モーデックは、国立大学法人電気通信大学大学院情報理工学研究科情報学専攻の佐藤寛之准教授のご指導の下、AIのメタヒューリスティックスに分類される進化計算(Evolutionary Computation)に差分法を取り入れた数値計算技術(DE:Differential Evolution)をベースに、モデリングに特化したオリジナルアルゴリズムを用いた画期的なAIエンジンの開発に成功しました。
モーデックでは、このAIエンジンを搭載したソフトウェアを複数ラインナップしており、お客様は、様々なモデリングの場面で、効率よく最適解を見つけ出し、モデルを作成することができます。
AIテクノロジー

AIテクノロジーによる効果

  • パラメータ自動抽出プログラムの簡略化とそのメンテナンスの簡素化
  • エンジニアとAIによるパラメータ抽出作業の分担や大量処理、繰り返し処理の代行
  • 局所解に近いパラメータ値群の最適解への導出支援
  • エンジニアが抽出したパラメータ値の客観的考察支援

AIテクノロジーを独自に組み込んだ主な機能

  • モデリングアプリケーションに最適化(回路設計、システム設計に流用可能)
  • マルチドメイン、マルチ特性に対応
  • 探索条件計算の高速化
  • 最終パラメータ抽出値の再現性を確立
  • 目標に応じた重み付け条件機能追加
  • AIアルゴリズム収束性強化
  • WindowsとLinux OSの両方に対応(X-degnerはLinux、X-skew, X-tractorはWindows)
  • マルチコア対応による高速化

X-tractorの特長

  • 1.多種多様なデバイスのモデリングに対応

    X-tractorのモデリング対象デバイスは、MOSFET、BJT、IGBT、DIODEなど多岐にわたります。また、モデリングできるコンパクトモデルやマクロモデルも多数有り、例えばMOSFETならBSIM3、BSIM4、HiSIM-HVなど一つの素子種でも、複数のモデルを選択することができます。また、これらはモデル毎にモジュール化し、それぞれのモデルに適切な専用最適化機能を適用することで、作成したモデルの精度を高めています。

  • 2.PDK向けとオンボード向けの2種類のプロダクトを用意

    多数のサイズに対応しなければならないPDK用デバイスモデリングでは、サイズ依存パラメータの抽出が必要です。一方で、1サイズのみの抽出でよいオンボード用デバイスモデリングでは、サイズ依存パラメータの抽出は不要ですが、デバイスの用途に適したカスタムモデルが必要となります。そこでX-tractorはPDK用モデリング向けのX-tractor for ICとオンボード用モデリング向けのX-tractor for Discreteの2種類を用意して、用途に応じた最適なプロダクトを提供します。

  • 3.強力な抽出機能

    モーデック独自開発のAIエンジン搭載により、複数の電気特性をターゲットにして、効率的に高精度なパラメータを抽出することが可能です。抽出の際には、必要に応じて、「自動抽出機能」と「エキスパート抽出機能」を選択できます。「自動抽出機能」は簡単な設定を行いワンタッチで自動でパラメータの抽出を行います。「エキスパート抽出機能」はマニュアル操作でパラメータの調整を行えます。「エキスパート抽出機能」でマニュアル調整したシーケンスを用いて、「自動抽出機能」でモデリングを行うことも可能です。また、自動パラメータ抽出時の最適化処理状況をリアルタイムに確認することも可能です。

  • 4.豊富なモデル検証機能

    作成したモデルの妥当性を様々な角度から検証する機能があります。モデル内に記述されているパラメータには、デバイス構造や物性、物理定数などを考慮した適切な範囲や数値があります。X-tractorでは、抽出したパラメータの値がリーズナブルかを検証し、シミュレーション結果の妥当性を評価する機能を数多く搭載しています。

    [パラメータ値の検証機能]
    ー 抽出したパラメータ値の範囲検証
    ー パラメータ値の物理的検証
    ー コンプリメンタリなデバイス間のパラメータチェック

    [シミュレーション結果の検証機能]
    ー バイアス依存性検証
    ー サイズ依存性検証
    ー 温度依存性検証

  • 5.SPICEモデリングの利便性を高めるために他ツールと簡単に連携できる機能を搭載

    X-tractorは他のツールと連携することで、更に快適にモデリングを行うことが可能です。[X-skew]
    抽出したモデルのskewingモデルを簡単に作成することができます。オプティマイズに は、モーデックが誇るオリジナル AIアルゴリズムを適用しています。また、マルチコ アにも対応しておりパラメータ抽出の高速化も可能です。[X-verifier]
    モデルのバージョン違いによる比較や異種コンパクトモデル間の比較(例えばBSIMと HiSIMなど)を行えます。また、 MATLAB付属の豊富な数学関数を使用したポストプロセ ス機能により比較結果を様々な観点から評価できます。[X-aminer]
    モデリングを行うための測定を行うことができます。また、測定したデータを簡単に X-tractorにインポートすることが できます。[RODEM]
    オンボードデバイスのモデリングをデータシート記載の特性グラフから行う際に、簡 単に数値データを抽出し、 X-tractorにインポートすることができます。

  • 6.コンサルティング並の技術サポート(有償)

    モデリングのプロフェッショナル集団だからできるサポートがあります。豊富なモデリング実績を誇る弊社だからできる、モデリングの勘所や抽出ノウハウにまで踏み込んだサポートをご提供します。ツールの使い方はもちろんのこと、お客様が追及するモデル精度の実現をモーデックのモデリングプロフェッショナルが直接対応いたします。

X-tractorで実現できること

X-tractorを使ってモデルを抽出することにより、以下が実現できます。

  • ベンダーモデルの提供が無くてもシミュレーション設計が可能になります。
  • ベンダーモデルでは実測結果とシミュレーション結果の乖離などにお困りの場合でも、X-tractorで抽出した高精度なモデルを使用することで、効率の良い製品設計を行うことができます。
  • ICやLSI設計時に正確な回路シミュレーションをすることが可能となり、開発効率が向上し、試作費用の圧縮できます。
(a)IdVd特性  (a)IdVd特性
(b)IdVg特性 (b)IdVg特性
(c)Cj-Vj特性 (c)Cj-Vj特性

Fig. 3 抽出結果例(赤点:測定値、青線:シミュレーション値)

基本仕様

X-tractor for ICのモジュール構成

抽出可能モデル

MOSFET/BSIM3、BSIM4、HiSIM-HV
BJT/MEXTRAM

X-tractor for Discreteのモジュール構成

抽出可能モデル

MOSFET/BSIM3、BSIM4、HiSIM-HV
BJT/SGP, MEXTRAM
IGBT/Macro Model
DIODE/Berkeley Standard Model

対応シミュレータ

  • PSpice
  • ngspice
  • mdtspice

製品構成

X-tractor本体(BSIM3モジュールは標準搭載) + 各種モデルモジュール(ご希望により複数セットアップも可能)

動作環境

対応OS
  • windows10
ディスプレイ
  • 1280x1024以上の画面解像度
必要環境
  • Mathworks Matlab 2015b以上

関連情報

  • X-tractorで使用する特性グラフの数値化は、自動数値化ツールRODEMが最適です。
  • X-tractorで作成したモデルのシミュレータ毎の性能比較には、X-verifierが最適です。
  • 信頼性シミュレーションのための信頼性モデル作成には、X-degnerをご利用ください。

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