数字标准单元库PDK生成流程 - PDK生成是一个多阶段工作流程，始于定义后端互连金属堆叠，经过器件建模、单元级布局和验证，最终生成布局布线工具所需的辅助文件 [9] - 完整的PDK文件集包含后端互连寄生数据、SRAM和逻辑标准单元特性数据，以及后端互连和标准单元层的设计规则 [2] - PDK在提供RTL设计仿真所需模型、评估功耗-性能-面积指标以及创建可制造布局方面至关重要 [2] 后端互连堆叠与设计规则 - 流程第一步是定义后端互连堆叠结构，包括金属层数和过孔层数、导体和介质材料，以及适用于该技术节点的金属和过孔几何形状 [1] - 光刻技术的局限性和套刻精度决定了最短金属长度、金属/通孔间的最小间距、金属线端间距、按尺寸和通过外壳等设计规则 [3] - 这些设计规则被记录在技术文件或布局交换格式文件中 [1] 器件建模与晶体管技术演进 - 针对目标技术需要设计和开发N沟道和P沟道FET器件模型，这些模型构成了标准单元库的基础 [1] - 使用TCAD等软件工具对晶体管进行仿真，器件的直流和交流特性通过传输特性、输出特性和电容特性来表征，可使用多种BSIM器件模型 [5] - 随着技术尺寸缩小，晶体管架构从平面晶体管演进到3D三栅晶体管，在22纳米及以下工艺节点，使用FinFET和GAAFET等多栅器件需要BSIM-CMG模板 [5] - 代工厂采用功函数工程技术，为NMOS和PMOS晶体管创建多个阈值电压选项 [5] 标准单元布局设计与验证 - 标准单元布局设计紧凑，将单元内部布线限制在较低的后端互连层和中层互连层 [7] - 布局绘制完成后，需要进行版图与原理图比对检查和设计规则检查，以确保其可制造性 [7] - 布局图的抽象信息会被提取到LEF文件中以进行布局布线仿真，LEF文件包含单元边界、引脚、可用于布线的金属层上的单元内互连等信息 [7] 寄生参数提取与单元特性分析 - 定义好后端互连堆叠结构后，对每一层的电气特性进行仿真，并将仿真结果写入后端互连寄生参数文件 [1] - 寄生参数提取捕获中层互连层和更低后端互连层，并将其表示为RC SPICE网表 [8] - 特性分析利用这些单元网表以及器件紧凑模型，生成不同输入转换速率和输出负载下的传播延迟、转换时间和内部能量，这些信息存储在Liberty文件中 [8]