来源:密科圈城MechTown
(资料图片仅供参考)
众所周知,芯片一直是手机等电子产品的核心部件,需要极其密集的资金支持和技术含量。芯片之于手机,犹如大脑之于人,这样说来似乎更加容易理解。
一枚芯片从设计到投入使用需要经历芯片设计、晶圆制造、封装、测试等几个主要环节,每个环节“各司其职”,都有其难点和不可替代的一面,且都是科技和人类智慧结晶的体现。
单从芯片设计来讲,自八十年代EDA(Electronicdesign automation —— “电子设计自动化”)技术诞生以来,设计大规模集成电路的难度大大降低,设计工程师们只需要借助EDA软件将语言编译成逻辑电路,之后再进行一段时间的调试就可以了。
但尽管如此,有EDA如此强大的支持,芯片设计依旧不是一件容易的事情,不存在芯片设计比芯片制造简单一说。
芯片设计流程
芯片设计,是一种复杂、高端、且浩瀚无比的技术工程。小编详细罗列了芯片设计各个步骤的难点,以及designer为芯片设计所经历的艰辛,以飨读者。
难点1——架构
芯片设计有很多环节,每一个都不可或缺,且都有其各自的难点。如若需要评估整个设计流程的难度,还需要拆分开来看,按照顺序,想要完整设计出一个芯片的基本架构,步骤通常有:
需求分析:
无需多说,芯片应用对老百姓的生活可谓是无孔不入,而从一张简单的IC卡,到售价几千元的手机,不同的市场有不同的需求。因此,明确需求是芯片设计的第一步。其中包括对未来市场趋势的准确判断、自身工厂能力的评估、设计人员数量及能量的精准衡量。
前端设计:芯片前端设计主要包括HDL编码,仿真验证,STA,逻辑综合,简而言之就是从输入需求到输出网表的过程。例如在HDL编码过程中,designer必须充分满足芯片可以达到的目标,且不能超出临界值。在静态时序分析(STA中),designer不仅需要确定芯片最高工作频率,还要检查时序约束是否满足,如若不满足,要给出具体原因,进一步修改程序直至满足要求。在逻辑综合(ASIC综合)中,designer需要设定详细的目标参数和约束条件,才能将设计实现的RTL代码翻译成门级网表,交给后端工作人员。以上及其他未被列出的前端设计步骤,均需要designer严谨、周密的思维方式;需要对芯片的性能、性质等有良好的把握;需要超于常人的精力,绝非一日之功可以达成。后端设计:
芯片后端设计主要包括DFT,布局规划,布线,CTS,版图物理验证,简而言之就是从输入网表到输出GDSII文件的过程。
例如DFT(Design ForTest),可测性设计,在设计中插入扫描链,将非扫描单元(如寄存器)变为扫描单元,由于芯片内部往往都自带测试电路,designer需要在设计的时候就考虑将来的测试。
布局规划(FloorPlan),这一环节难度在于对芯片结构的熟悉,designer是否能用尽可能少的模块和尽可能低的标准达到要求。
物理版图验证,对完成布线的物理版图进行功能和时序上的验证,验证项目繁琐且复杂,如LVS(Layout Vs Schematic)、DRC(Design Rule Checking)等。
以上及其他未被列出的后端设计步骤,均需要考虑许多变量,例如信号干扰、发热分布等。
而芯片的物理特性在不同制程和不同环境下都有很大不同,且无现成公式套用计算,只能依靠EDA工具不断试错、模拟和取舍。稍有不慎,就有重蹈覆辙的危险。由此,芯片设计的难度可窥得一斑。
难点2——流片
在IC设计领域,流片即指试生产,就是说设计完电路以后,先生产一部分以供测试使用。虽然流片看起来是芯片制造的步骤,但实际属于芯片设计。
检验流片在芯片设计到制造的过程中,是一个不可或缺的步骤。假如designer在设计的时发现某个地方可以进行优化,但又怕给芯片带来不可预估的后果,若根据有错误的设计方案着手制造,那么损失难以估量。
所以为了检验芯片设计的完整性、正确性,必须进行流片,从一个电路图到一块芯片,检验每一个工艺步骤是否可行,检验电路是否具备我们所要的性能和功能。测试通过,则大规模生产;测试失败,可能需要重复之前的设计步骤进行优化,查缺补漏。
难点3——验证
验证是在芯片设计每一个环节中的重复性行为,可细分为系统级验证、硬件逻辑功能验证、物理层验证、时序验证等。在验证过程中如若出现错误,需要重复前面几步、不断迭代优化才能解决,由此也决定了这项工作的复杂性。
designer需要反复考虑可能会遇到的问题,在保证正确率的情况下高效进行,费用高昂不说,也非常考验designer的耐心、决心与智慧。一方面要对相关协议算法有足够了解,根据架构、算法工程师设定的目标设计仿真向量;另一方面要对设计本身足够了解,以提高验证效率,缩短验证时间。
远眺未来,芯片的使用场景会愈发丰富,例如5G、智能汽车、云计算等领域,所需求芯片的质量会有更高的要求;摩尔定律接近极限,芯片性能提升的重担也落在了designer身上。以上因素势必会给designer带来更大的压力,给芯片设计带来更多新的挑战。
关键词:
(责任编辑:黄俊飞)推荐内容
- 芯片设计到底难在哪里?
- 联想手机刷机工具(联想a850手机)
- 随心怪文书(7)
- 巡回法庭走进大巴山
- 404notfound是什么意思呀 404notfound是什么意思
- 酸洗板产业亟需升级 2023年中国酸洗板行
- 2024吉林公务员面试模拟题:上门服务深受
- 大地海洋:公司即将于8月29日发布半年度
- 山东济宁任城区:“人才夜市”火热出摊
- 孩子的教育心得怎么写
- 收评:沪指午后V型反弹涨0.88% 数据要素
- 正在公示!四川万源市拟命名为“天府旅游
- 调查:半数日本人在夏夜开空调睡不好
- 【甘快看】天水:推动文旅高质量发展
- 绝笔伤感句子(绝笔)
- 医美低龄消费令人忧,未成年人整形当三思
- 广州市60岁老人意外保险怎么交?多少钱?
- 签保镖,下一个就是?罗马诺:吉达国民正
- 震荡市下,这只基金净值为什么能迭创新高
- 【普法强基】宾川交警紧盯“人车路企”
- 河北涿州有序开展防疫消杀 农业企业抢栽
- 吉首农商银行:金融助力养殖户走上“致富
- 永辉超市将于8月31日发布公司2023年半年
- 户口分为哪几种类型
- 别了,恒大
- 国台办:“暂停台湾地区芒果输入”
- 金融纾困楼市要再加点力
- 12306新增功能:推送晚点提示、检票地点
- 纯碱主力合约跳水,涨幅缩窄至4%
- 重磅信号!千亿巨头加入,50多家公司掀起
- 糖尿病肾病联合用药有了高等级证据
- 民事诉讼法定代理人包括哪些人
- 平谷出台20条措施促青年就业创业
- 14坨“钞票”装了一麻袋!昌宁警方破获
- 石鼓区:移风易俗赋能清廉村居建设
- 华为梁华:智算成为算力增长主要动力,预
- 释放夏日多巴胺 数百平粉色沙滩“空降”
- 戈登27分关键救主艾顿10分21板,巴哈马胜
- 天津市2023年成人高考报名时间:8月25日
- 恒指牛熊街货比(59:41)︱8月22日
- 胃胀气不能吃哪些东西 胃胀气不能吃哪些
- qq手机模拟器电脑版(qq手机版下载到电脑)
- 四川部分地区遭遇强降雨 提前避险转移7.
- 湖北前首富兰世立杀入饮料圈:开创银行参
- 海南计划今年续在港发行地方债
- 助受灾地区企业恢复运营 央视频联合拼
- 大学生失业补助金能领多少钱?具体怎么领
- 前7个月我国与其他金砖国家进出口同比增1
- 诺辉健康上半年扭亏为盈 总营收8.2亿元
- 七夕红包发多少合适
- 局地降雨超百毫米 湖北多地发布暴雨预警
- 醉驾无事故行政处罚是怎样的
- 西湖游船将发行七夕限定纪念船票 更有免
- 一枝不到1元钱!一天狂卖1125万枝!最近
- 太平鸟H1利润率提升有“两把刷子”:不卖
- 天师撞邪国语高清完整在线观看 天师撞邪
- 学习股逆势止盈
- 垃圾焚烧处理项目频繁开标!康恒、深能、
- 我国企业承接服务外包合同额增长较快
- TCL 115吋QD-Mini LED新品官宣在即 典
- 河北涿州有序开展防疫消杀 农业企业抢栽
- 吉首农商银行:金融助力养殖户走上“致富
- 永辉超市将于8月31日发布公司2023年半年
- 户口分为哪几种类型
- 别了,恒大
- 国台办:“暂停台湾地区芒果输入”
- 金融纾困楼市要再加点力
- 12306新增功能:推送晚点提示、检票地点
- 纯碱主力合约跳水,涨幅缩窄至4%
- 重磅信号!千亿巨头加入,50多家公司掀起
- 糖尿病肾病联合用药有了高等级证据
- 民事诉讼法定代理人包括哪些人
- 平谷出台20条措施促青年就业创业
- 14坨“钞票”装了一麻袋!昌宁警方破获
- 石鼓区:移风易俗赋能清廉村居建设
- 华为梁华:智算成为算力增长主要动力,预
- 释放夏日多巴胺 数百平粉色沙滩“空降”
- 戈登27分关键救主艾顿10分21板,巴哈马胜
- 天津市2023年成人高考报名时间:8月25日
- 恒指牛熊街货比(59:41)︱8月22日
- 胃胀气不能吃哪些东西 胃胀气不能吃哪些
- qq手机模拟器电脑版(qq手机版下载到电脑)
- 四川部分地区遭遇强降雨 提前避险转移7.
- 湖北前首富兰世立杀入饮料圈:开创银行参
- 海南计划今年续在港发行地方债
- 助受灾地区企业恢复运营 央视频联合拼
- 大学生失业补助金能领多少钱?具体怎么领
- 前7个月我国与其他金砖国家进出口同比增1
- 诺辉健康上半年扭亏为盈 总营收8.2亿元
- 七夕红包发多少合适
- 局地降雨超百毫米 湖北多地发布暴雨预警
- 醉驾无事故行政处罚是怎样的
- 西湖游船将发行七夕限定纪念船票 更有免
- 一枝不到1元钱!一天狂卖1125万枝!最近
- 太平鸟H1利润率提升有“两把刷子”:不卖
- 天师撞邪国语高清完整在线观看 天师撞邪
- 学习股逆势止盈
- 垃圾焚烧处理项目频繁开标!康恒、深能、
- 我国企业承接服务外包合同额增长较快
- TCL 115吋QD-Mini LED新品官宣在即 典
- 祁连山(600720.SH):上半年净利润2.38亿
- 什么季节吃青枣最好
- 2023年中级经济师考试科目及时间,小白速
- 视点|男童禁入女厕的争议,说到底是资源
- 汉字与文化自信的作文 汉字与文化的关系
- 泰和新材2亿元于烟台新设智能装备子公司
- 昆明市区有哪些景点值得去玩 ?
- 高善文:中国资本市场能否创造长期回报?
- 良品铺子怎么不行了?
- 强!贝林厄姆本赛季打入3球,预期进球值
- 暑期档票房刷新纪录 优质国产片撑起中国
- 儋洋第三届落日跑暨定向赛举行 特色线路
- 吉林大学在职研究生学位证好拿吗?
- 1080任天野狙击手电影(任天野狙击手2020
- 最好用的温和控油洗面奶,究竟哪款才是YYDS
- 北宋画风的王道中 面向生活以造化为师
- 黑龙江绥化100万亩水稻进入蜡熟期
- 华如科技:传闻将收购人形机器人公司不属
- 特斯拉“大规模”数据泄露事件,原因查明
- 【镜鉴文明】6个文明游园“小提示”