Für die simulationsunterstützte Halbleitertechnologieentwicklung benötigt man mehrere Einzelwerkzeuge, wie verschiedene Simulatoren und Hilfsprogramme zur Geometrieeingabe oder Datenvisualisierung, die gekoppelt werden müssen, da deren Ergebnisse aufeinander aufbauen. Die Einzelwerkzeuge wurden aber im allgemeinen zeitlich und örtlich unabhängig voneinander entwickelt und weisen naturgemäß große Unterschiede im verwendeten Datenformat und bei der Bedienung auf.
In einem Ad-hoc-Ansatz wird man Konverter zwischen den
verschiedenen Datenformaten schreiben.
Bei einer Anzahl 
von Einzelwerkzeugen wird allerdings die Anzahl
der notwendigen Datenkonverter abschrecken.
In der Praxis wird man nicht jedes Werkzeug mit jedem koppeln müssen
(vgl. Abb. 1.3),
aber dennoch steigt der Aufwand bei Einführung eines weiteren
Simulationswerkzeugs mit 
.
Vorteilhafter ist es, wie in Abb. 1.4 dargestellt, ein
gemeinsames Datenformat zu definieren, sodaß nur ein Konverter
je Werkzeug notwendig wird. Neuzuschaffende Simulatoren werden
direkt das gemeinsame Datenformat verwenden. Verwaltung und Manipulation
der Daten werden in ein gemeinsames Datenbanksystem münden, von dem
alle Einzelwerkzeuge ohne weiteren Aufwand profitieren.
Abbildung: Kopplung der Simulationswerkzeuge über Datenkonverter.
Die Anzahl der notwendigen Konverter bei Einführung eines
weiteren Werkzeugs steigt mit .
Abbildung: Kopplung der Simulationswerkzeuge über ein gemeinsames Datenaustauschformat.
Bei Einführung eines weiteren Werkzeugs ist genau ein weiterer Konverter
notwendig.
Mitte der 80er Jahre kamen eigene Programme zur Simulatorkopplung auf:
Die sogenannten TCAD Frameworks. Zur Begriffsdefinition sei
die CAD Framework Initiative 
(CFI) zitiert [CFI93] [Mal92]:
USenglish ``A CAD framework is a software infrastructure which provides a common operating environment for CAD tools. A CAD framework provides the structure for integrating individual framework-compliant CAD tools which can be used together on a design project. A framework allows individual CAD tools to be linked together so that each tool can communicate and share data transparently with the others, and so that the design process can be operated and managed from the system level rather than the tool level.''
Die Zielsetzung, die mit einem CAD-Framework verfolgt wird, lautet ebendort:
USenglish ``The ultimate functional goal of a CAD framework is to make it trivial to interchange individual CAD tools in a compliant framework and have all of the tools in the framework interoperate, much as the individual components of a multi-component stereo sound system do. This functionality is informally known as `plug and play'.
USenglish
A properly-specified CAD-framework will result in
Diese hehren Zielsetzungen sind heute weder bei der Schaltungsentwicklung und noch viel weniger im wesentlich kleineren Bereich Halbleitertechnologieentwicklung zufriedenstellend erfüllt.
Aus obiger Definition und der einschlägigen Literatur geht nicht eindeutig hervor, ob die Simulatoren, der eigentliche Kern von TCAD, in einem TCAD-Framework enthalten sind oder nicht. In der vorliegenden Arbeit wird der Begriff TCAD-System für ein TCAD-Framework inklusive der Simulationswerkzeuge verwendet.