Mit der zunehmenden Miniaturisierung der Bauelemente in integrierten Schaltungen steigt der Aufwand für die Herstellung (zur Zeit mehrere hundert Einzelschritte), aber auch die Weiterentwicklung der Technologie wird immer schwieriger. Immer mehr Effekte, die früher eine untergeordnete Rolle spielten, müssen berücksichtigt werden [32].
Als Unterstützung bei Lösung dieser Probleme dient die Simulation der Herstellung (Prozeßsimulation) und des elektrischen Verhaltens (Bauelementsimulation) der Bauteile.
Während früher nur einzelne besonders kritische oder schwierige Probleme mit Computerhilfe und speziellen Programmen (Simulatoren) gelöst wurden, erfordert die zunehmende Komplexität der Fragestellungen heute umfassende Lösungsansätze. Gleichzeitig sind die Computer entsprechend leistungsfähig geworden, um sich dieser Herausforderung zu stellen.
Verschiedene Simulatoren, die für bestimmte Zwecke entwickelt wurden (sogenannte point tools, Spezialprogramme), müssen derartig kombiniert werden, daß Resultate des einen als Eingabe für einen anderen Simulator verwendet werden können. Als Antwort auf dieses Problem werden sogenannte TCAD-Systeme (TCAD-frameworks) eingesetzt. Diese haben die Aufgabe, die Simulatoren zu steuern und ihre Kommunikation durchzuführen. Damit ist eine ganze Reihe von Problemen verbunden, die in [19] diskutiert werden. Heute ist eine Vielzahl von TCAD-Systemen im Einsatz (s. z.B. [19, S. 15,], [13]). Wenn sie auch im Detail sehr große Unterschiede aufweisen, lassen sich ihre implementationsmäßigen Problembereiche doch im wesentlichen nach dem folgenden Schema einteilen: