一颗芯片从无到有是如何实现的?

温戈
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3、布线

布线是指在满足工艺规则和布线层数限制、线宽、线间距限制和各线网可靠绝缘的电性能约束条件下,根据电路的连接关系,将各单元和I/O pad用互连线连接起来。

4.时钟树综合——CTS

Clock Tree Synthesis,时钟树综合,简单点说就是时钟的布线。

由于时钟信号在数字芯片的全局指挥作用,它的分布应该是对称式的连到各个寄存器单元,从而使时钟从同一个时钟源到达各个寄存器时,时钟延迟差异最小。这也是为什么时钟信号需要单独布线的原因。

5. 寄生参数提取

由于导线本身存在的电阻,相邻导线之间的互感,耦合电容在芯片内部会产生信号噪声,串扰和反射。这些效应会产生信号完整性问题,导致信号电压波动和变化,如果严重就会导致信号失真错误。提取寄生参数进行再次的分析验证,分析信号完整性问题是非常重要的。

工具Synopsys的Star-RCXT

6. 版图物理验证

这一环节是对完成布线的物理版图进行功能和时序上的验证,大概包含以下方面:

LVS(Layout Vs Schematic)验证:简单说,就是版图与逻辑综合后的门级电路图的对比验证;

DRC(Design Rule Checking):设计规则检查,检查连线间距,连线宽度等是否满足工艺要求;

ERC(Electrical Rule Checking):电气规则检查,检查短路和开路等电气规则违例;

实际的后端流程还包括电路功耗分析,以及随着制造工艺不断进步产生的DFM(可制造性设计)问题等。

物理版图以GDSII的文件格式交给芯片代工厂(称为Foundry)在晶圆硅片上做出实际的电路。

最后进行封装和测试,就得到了我们实际看见的芯片。

芯片设计的流程是纷繁复杂的,从设计到流片耗时长(一年甚至更久),流片成本高,一旦发现问题还要迭代之前的某些过程。

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