在做STA Signoff時，對于Setup來說選擇Slow Corner，也就是慢工藝（SS）、低壓（Low Voltage）、高溫（High Temperature）；

對于Hold來說選擇Fast Corner，也就是快工藝（FF）、高壓（High Voltage）、低溫（Low Temperature）。

可是到了小尺寸工藝（65nm以下）發生一些變化，如下圖。

低溫相對于高溫延遲會變大，也就是出現了所謂的溫度反轉效應（Temperature Inversion）。

Corner介紹

1.wc（worst-case）： SS,VDD-%10,125C，一般delay最大；

2.wcl （worst-caselow-temperature）：SS,VDD-%10,m40C，溫度反轉效應下delay最大；

3.lt（low-temperature，也叫best case）：FF,VDD+10%，m40C，一般delay最小；

4.ml（max-leakage）：FF,VDD+10%,125C，溫度反轉效應下delay最小。

溫度反轉效應后果

導致STA signoff corner至少增加了一倍，也就是說run time最少增加一倍（對于大規模芯片真是一件麻煩事），需要fix的violation也有所增加。

溫度反轉效應帶來了這么多工作量，它到底為什么會發生呢？

溫度反轉效應原理

隨著溫度的升高，晶格的熱振動會增加，增加了電子的散射（可以理解為電子的碰撞增加，不利于電子流動），所以Metal的電阻會增加。在半導體中也有類似的效果，載流子（電子和空穴）的遷移率隨著溫度的升高而降低。

但是在半導體中，隨著MOS晶體管的電源電壓降低，發生了有趣的現象：在較低電壓下，MOS 器件的延遲隨溫度升高而降低，而不是增加。

畢竟普遍的看法是，隨著溫度的升高，遷移率會降低，因此人們會預期電流會降低，隨后延遲也會增加。這種效應也稱為低電壓反向溫度依賴性。

首先讓我們看看，在一個簡化的模型中，MOS 晶體管的延遲取決于什么。

現在讓我們看看漏極電流取決于什么。

可以看到，Id 取決于遷移率 μ 和閾值電壓 Vth。讓我們檢查遷移率和閾值電壓對溫度的依賴性。

遷移率和閾值電壓均隨溫度升高而降低。但是遷移率的降低意味著更少的漏極電流和更慢的器件，而閾值電壓的降低意味著增加漏極電流和更快的器件。

最終的漏極電流取決于在給定的電壓和溫度對下哪個趨勢占主導地位。在高電壓下，遷移率決定了漏極電流，而在低電壓下，閾值電壓主導著漏極電流。

這就是為什么：在較高電壓下，器件延遲隨溫度增加而增加；在較低電壓下，器件延遲隨溫度增加降低。

審核編輯：劉清