Chartered 的 Ng 称,尽管该公司的工艺联盟伙伴 IBM 已强制在自己的 SOI 工艺中使用 RDR,但 CPTA 的客户现在正要求 CPTA 的 bulk-CMOS 工艺中使用这些规则。很多人希望 RDR 的正确使用可以增加设计团队建立“一次性成功”设计的机会,而不会导致负担沉重的重新设计,或更痛苦的额外掩膜成本。
Mentor 硅设计部门副总裁兼总经理 Joe Sawicki 说,由于在 65 nm 节点下,浸入式光刻的质量基本上与干式光刻相同,45 nm 节点可能还不需要 RDR。他说:“如果你在 65 nm 没有用 RDR,可能在 45 nm 也不需要它。RDR 背后的整个推动力是 2D 功能(难以实现)。如果只看数学运算,当你从 45 nm节点前进到 32 nm节点和 22 nm节点所发生的情况是,这些功能不可避免地从难于实现转为不知道如何出现。当到达 22 nm节点时,如果你认为用单次蚀刻或单次掩膜工艺就能做到(这些 2 D 功能),那你就得修改物理定律。”他说,RDR 是一种帮助代工厂引入新节点工艺,而不必完全改变制
造设备和流程的方式。但他指出,光刻和制造方式上的某些其它进步可以使 RDR 在 32 nm 和 22 nm 节点时变得不那么重要。
Synopsys 的 Chilton 说,他的公司尚未听说有用户在使用 RDR。他说:“迄今为止,人们似乎还忠于传统设计规则,只是正在转向基于模型的方式,而不是基于规则。”RDR 存在的一些疑问引起了业内的一种争议,即它们是否有助于缓和设计流程中的某些复杂性,还是将给商用布线器增加过大负担,因为对于那些门数不断增长的设计,必须处理大量的 DFM 规则,以及越来越多位于 DRC 平台顶部的模型。
代工厂指出,在验证没有 RDR 的实现流程时,有些用于 65 nm 节点的商用布线器(但他们拒绝说出具体名称)在应付大型设计和 45 nm 更复杂的规则与模型时非常吃力。所幸,EDA供应商正在解决这些问题。Mentor 和 Cadence 都声称创建了新的布线器技术,用于处理 45 nm 的复杂性。Mentor Graphics 在今年6 月收购了 Sierra Design Automation,现在正与代工厂合作,针对 45 nm 流程验证自己的布线器,并进一步将 Calibre 系列集成到流程中;而 Cadence 本月将自己专门基于数字空间的布线器技术增加到标准单元 Encounter 布线平台中。Cadence 数字 IC 实现副总裁 Eric Filseth 说:“65 nm节点,尤其是 45 nm 节点正在从 OK 布线器中分离出优秀的成员。”
概率分析
据代工厂说,尽管学院派和 EDA 社团都预计概率分析工具,特别是 SSTA(统计静态时序分析)工具,将在高级节点上替代传统的静态分析工具,但这种情景在 65 nm 节点并未出现。而早期采用 45 nm 技术的 EDA 供应商和 TSMC、UMC 等代工厂则称,45 nm 可能是广泛采用概率分析的第一个节点。SSTA 工具有望替换最差情况时序模型(传统的引线负载模型),并用统计技术对电路行为做更实际和精确的分析。通过统计模型确定标准单元工艺库的特性,设计者可以对电路、块和整体设计作行为分析,取得电路性能的时序参数。然后,他们可以用这些结果细致地调整自己设计的性能,乃至降低功耗或关闭不必要的晶体管或块。
随着 45 nm 设计规模和复杂性的不断增加,SSTA 工具已证明对一些设计者是有用的(图3),这包括德州仪器公司的设计者。该公司的全球 EDA 策略经理 Mike Fazeli 和 ASIC 背板经理 Clive Bittlestone 都持这种观点。不过,虽然这种工具很有用,但代工厂推迟了将其用于时序签字确认工作,从而减缓了对它们的采用。其它设计者发现商用 SSTA 很难使用。Synopsys 的 Chilton 说:“差异很微妙,因为它会在签字确认和应设置的变动点上产生疑问。它很难理解。因此,从传统基于规则的签字确认到某种更柔性的方式是一个大转变;这不是一个技术问题,而是要理解一种文化。”
Chartered Semiconductor 的 Ng 对于 SSTA 工具是否将在 45 nm 节点广泛使用持怀疑态度。他说:“所有人都同意这个领域前途光明,但问题是在实现时。”不过,EDA 公司和一些代工厂(包括 TSMC 和 UMC)都称可预测分析工具正在走向成熟。Extreme DA、Magma 和 Synopsys 等 EDA 公司对 SSTA 工具的现场使用已经有一年以上,而 Cadence 亦在本月用它的 Encounter Timing System GXL SSTA 工具加入了这场游戏。TSMC的Quan称SSTA标准单元库的特性描述工具(如Altos Design Automation 的 Variety)已协助固化了流程,因为这些工具可以帮助代工厂和用户确定库的特性,以更好地使用统计分析工具。TSMC 在自己的8.0版参考流程中增加了Altos Design,现在正在为自己的 45 nm 工艺向客户提供统计模型。设计者可以扩展 TSMC 的统计模型及处理泄漏问题的方法,而 TSMC 已在自己的 8.0版参考流程中增加了统计泄漏分析,不过 Magma 这样的 EDA 供应商还只是刚开始提供这些类型的工具。