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一、仿真流程和仿真能力 Coventor 设计软件平台能够对 MEMS 器件材料，工艺以及组件进行封装，生成MPDK 文件，同时在 MEMS+平台下搭建的器件可以直接导入到 Cadence 中进行联合仿真和规则检查，为 MEMS 设计和 IC 设计以及生产工艺协同提供了一个新的平台。
采用 Coventor 设计平台联合 CMOS 设计集成的流程图如下： [url=" data-miniprogram-type=][/url] 图1 MPDK 和 CMOS 联合设计流程
首先，MEMS 器件的设计与制造工艺紧密相关，使用 Coventor 的工具来输入设计的工作始于工艺，材料属性和图层的输入。这种由工艺驱动的方式能够轻易处理MEMS 加工中的各种问题，比如保角沉积，可变的侧壁倾斜角度，晶向，残余应力。其基于工艺技术和几何设计的仿真输入是完全参数化的，能够方便地对工艺效果、设计理念展开研究。此外，用户可以根据自己的器件自定义 MEMS+中组件库的组件参数设置，以及定义一些根据设计规则和工艺过程的特制组件。
其次，通过系统级仿真模块 MEMS+，工程师可以将 MEMS 器件导入到 CMOS流程，与 Cadence 进行协同仿真，分析器件带宽、频率响应、灵敏度、满量程、零位偏置等性能参数。或者进行规则检查以及寄生参数抽取等工作。 最后，对于搭建好的 MEMS 器件，也可以通过 CoventorWare 进行常规有限元模拟和验证。
二、Coventor MPDK 案例 该部分以 MEMS 硅麦克风和加速度计为案例，介绍 Coventor MPDK 的生成过程以及与 Cadence PDK 联合仿真流程。 1、 MEMS+材料参数定义 在 MEMS+的材料定义中选定器件工艺上所需要的材料以及对力学和电学参数幅值，如杨氏模量、泊松比、预应力、热膨胀系数、压电系数、压阻系数等。
图2 材料定义
2、MEMS+工艺版图定义 在工艺窗口，定义各个工艺步骤以及版图信息。这里需要注意的是，工艺步骤中需要输入的是堆叠材料厚度、侧壁倾角和版图的联系，除此之外，版图中的 gds信息需要与 Cadence 中 PDK 的 GDS 信息对应。
图3 工艺流程和版图定义
3、MEMS+组件定义 可以直接调用 MEMS+组件库里面的组件或者在此基础上修改成为定制的组件，用于搭建 MEMS 器件模型。
图4 组件定义
在该过程中，工程师可以定义组件堆叠的工艺步骤，这将会与 Cadence Layout联系起来，与此同时，可以根据设计规则对组件特定的属性进行锁定，这里锁定的属性将不会被后续用户修改。
图5 组件属性定义
此外，组件库中还可以添加自定义的重复使用子结构或者版图单元。
图6 其他组件和子结构
至此，用户可以在 MEMS+界面下输出可以交付给用户的 MPDK 文件。
图7 Coventor MPDK 生成
4、参数化 MEMS IP 和 IP 传递 在 MEMS+界面中，可以对关键几何参数进行扫描，模拟得到优化的器件性能，为建立 MEMS IP 库提供参考。
图8 MEMS IP 参数化扫描 此外，在 MEMS+中工程师可以将参数化器件的 symbol 和 netlist 导入到 Cadence中，在 ADE 下和 IC 电路一起联合仿真，同样地，MEMS IP 的版图信息也可以导入到 Cadence 的版图编辑器中，进行参数化编辑。
图9 MEMS IP 传递
图10 MEMS IP 参数化编辑
5、版图编辑和物理校验 对于 MEMS+中已经组装好的器件，可以直接导入到 Cadence 中进行后仿工作，包括在 Pcell 中搭建完整电路模型，版图的 DRC 和 LVS 校验。
图11 版图编辑
图12 物理校验
三、成功应用案例 Coventor 软件作为 MEMS 自动化设计的领导者，服务于大多数全球领先的MEMS 厂商和晶圆代工厂，其中不乏成功的 PDK 应用案例。除了上面提到的 XFAB加速度计，以下分别以 CEA Leti 、Dalsa 合作的 PDK 为例，展示 Coventor MPDK在晶圆代工厂中的应用。
1、CEA Leti M&NEMS platform CEA Leti 采用先进多功能技术和创新理念，在 Coventor 软件平台上设计小型加 速度计、陀螺仪、磁强计和压力传感器。
图13 PDK 搭建加速度计
如图，他们利用 MEMS+组件库中的元件搭建 M&NEMS 加速度计，包括固定点、叉指、质量块、弹簧等部件。此外，在他们自定义的 NEMS 测量计子结构中，是包括压阻和机械部分，并且该子结构的有效性是通过 FEA 和试验进行验证过，可以进行参数化和设计复用的定制组件。
图14 PDK 中定制组件
下面显示的是通过 MPDK 搭建的加速度计性能参数仿真，包括在驱动电压下电导和 y 向位移关系，在重力作用下 y 向位移的曲线。
图15 加速度计性能仿真
同时，对 Coventor 预测的性能和试验测试数据对比中可以看到，从图中可以看出 Coventor 软件的仿真结果与实测结果有较好的拟合。
图16 仿真与试验对比
2、Dalsa Teledyne MIDIS MEMS Integrated Design for Inertial Sensors (MIDIS)平台旨在提供制造加速度计和陀螺仪的标准流程，并将其集成到惯性测量单元（IMU）中，用于消费（移动）、汽车、航空航天和体育/健康市场等应用领域 MIDIS PDK 提供了一套完整的设计规则和技术描述，MEMS 设计者可以从中生成传感器的完整三维模型。所有 MIDIS 晶圆上的过程控制监视器（PCM）结构包括一个谐振器，该谐振器被测试为每个制造的晶圆提供独立的设计性能数据。该谐振器结构也包含在 PDK 中，以提供一个简单但具有代表性的示例，设计者可以使用该示例来校准其模拟环境。
图17 Dalsa Teledyne PDK
Coventor 软件与领先 MEMS 厂商长期保持合作，数以千计的成功的产品依托Coventor 平台被开发出来。业界的不断验证，经验的不断积累使 Coventor 软件功能更加强大，使仿真结果真正值得信赖。
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