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芯片后端設計的DRC是什么?

冬至子 ? 來源:偉醬的芯片后端之路 ? 作者:偉醬的芯片后端之 ? 2023-12-04 13:55 ? 次閱讀

DRC的全稱為design rule check,也就是設計規則檢查。廣義上DRC會包含很多分類,只要是設計規則廣義上都可以成為DRC。

然而一般來說我們在后端設計的時候DRC就特指PV(physical verification)的DRC。那么它具體指的指什么意思呢?

首先我們知道,人類的技術水平永遠是有限的,芯片在制造的時候必須要滿足一定的規則才能制造出來。

就比如一臺***,它的分辨率最低能到多少,我們gate length才能制造到多少一樣。并且到了納米級工藝的時候,芯片中的量子效應愈發明顯,要保證電路的確定邏輯功能,就必須在物理上保證它的一些長度、寬度等規則才可以。

這一系列制造的要求是非常多的,要考慮的東西浩瀚如海,最終出來的芯片必須要全部滿足這些制造要求才可以。有任何一條不滿足,流片都會失敗。不同的工藝節點,制造的規則要求會不一樣,比如老的工藝要求某個線間距要大于1um,新的工藝要求大于0.1um就可以了,這些規則是在隨著工藝的進步不斷迭代升級的。

另外,不同的工廠出來的規則可能也不一樣,每個工廠能怎樣制造自己的芯片屬于高度機密,同一個工藝節點,比如說28nm,TSMC、Samsung可能會有不一樣的設計規則。可能TSMC在哪里會要求更松一點,Samsung在哪里要求更嚴一點。

因為他們的制造手段會有些許的差別,這些代工廠怎么能在制造規則給的最寬松的前提下,芯片的良率出來又最高,是它們機密中的機密,TSMC就是世界范圍這些做的最好的,領先真的不是沒有原因的。

然后,那些研究芯片封裝制造的工程師、研究芯片的科學家們、還有生產制造機臺的廠商們、以及芯片代工廠,會齊心協力做出來一份DRC手冊或者deck文件給到我們后端工程師。

這一份DRC手冊,就是充當了我們后端設計與芯片制造的橋梁,它規定了我們在設計的時候就必須滿足一定的要求,工廠那邊才能生產出來。所以這種手冊要當作圣經來看。

有的人會認為先有DRC的要求,才有制造,這個因果關系是不對的。比如我現在完全有能力制造出線間距最小為1um的兩段金屬線,但我定DRC的時候,我不一定會定1um,我可能為了良率的保證,定1.1um,給制造留一點裕量出來。

要知道我們在設計軟件里看芯片的電路金屬線都是直來直去的,完美的數學意義上的直線,但真正造出來的芯片鐵定不是這樣,在電鏡下的照片可以看到metal從來都是歪歪扭扭的,有的地方粗有的地方細,放大了看特別丑。

這種就是工藝帶來的偏差。比如我現在雖然能造出一根10納米寬的導線,但是有可能有的地方造出來就是特別細,甚至斷路,所以我的DRC可能就要定15納米才可以。

APR的時候就要看DRC,而signoff的PV也有DRC檢查。GDS交出去的時候,DRC是必須必須保證沒有任何violation才行。

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