一颗芯片从无到有,从有需求到最终应用,经历的是一个漫长的过程,作为人类科技巅峰之一的芯片,凝聚了人们的智慧,而芯片产业链也是极其复杂的,在此,我大致把它归为四个部分(市场需求--芯片设计--芯片制造--测试封装)。
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市场需求
这个无需多讲,目前芯片应用已经渗透到我们生活的方方面面,早晨上班骑的共享单车,到公司刷的IC卡,工作时偷偷地打游戏,手机卡了还要换更快的手机,可以说IC的市场需求一直都在。
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芯片设计
芯片设计又可以分为两部分,芯片前端设计和芯片后端设计,整体流程如下图:
芯片前端设计
前端设计也就是从输入需求到输出网表的过程:主要分为以下几个步骤:
RTL设计
验证
静态时序分析
覆盖率
ASIC逻辑综合
时序分析和验证时出现的错误可能需要反复重做前面几步才能解决,是一个多次迭代优化的过程。
下面我来仔细介绍一下这六个步骤。
1、RTL设计
在设计之前我们先要确定芯片的工艺,比如是选择TSMC还是SMIC,是7nm,还是5nm,而工艺的选择也是受很多因素的制约(如下图),而芯片工艺的选择,就是对这些因素的权衡。
IC设计的第一步就是制定Spec,这个步骤就像是在设计建筑前,要先画好图纸一样,在确定好所有的功能之后在进行设计,这样才不用再花额外的时间进行后续修改。IC 设计也需要经过类似的步骤,才能确保设计出来的芯片不会有任何差错。
而用RTL实现的各种功能模块,来组成一个实现具体功能的IP,SOC芯片最终由SOC integration工程师把各个IP集成到一起。