当半导体技术进入纳米时代,硅芯片在制造时的微小差异变得越来越值得注意,尤其是一些关键性的差异已经开始影响产品良率的提升。设计人员需要更多的来自晶圆代工厂的信息去优化他们的设计以加快良率提升的速度,而这也将直接转化为收益率。
DFM的数据是一种新的晶圆代工厂信息,它是除设计法则和SPICE模型之外的另一种来自代工厂的数据。设计法则 (design rules) 被用来优化芯片版图尺寸,而SPICE模型则被用以优化时序,功耗以及整体性能。
DFM数据由实际芯片生产过程中的信息整理提取而成。它是非常精细的统计数据。拥有准确的DFM数据固然必不可少;但是,最终的目标是要帮助设计人员从这些新增的信息中受益,进而获得成功。它将带动成本的下降和竞争力的提升。
DFM 生态系统将使
设计人员受益
DFM不能单独由晶圆代工厂来做。我们需要建立和动员整个设计生态系统来确保DFM所带来的效益。正如我们TSMC已经完成的那样。
由TSMC建立的一个全面的生态系统包括了EDA,IP,Library和设计的服务商伙伴。就像一个团队一样运作,由我们统一提供符合DFM的EDA工具和IP库给我们的客户。这个生态系统将确保在未来提供高品质且一致的DFM解决方案。
对于设计者来讲,引入DFM服务之后,IC设计与制造并不需要新的业务模式。每一代的半导体工艺都需要新的工具与优化,从而体现出新科技的好处。由TSMC提供的DFM解决方案(如图1)很好地契合了工具演化的自然规律,从TSMC发布的参考流程可以看到(如图2),除了新增了一些数据和工具,DFM解决方案只是在原有的参考流程基础上增加改进,而非对现有的设计流程做大幅度的更改(如图3)。
DFM 帮助提高生产良率
作为产品,一个新增的设计收敛目标是在设计阶段就考虑更快的良率提升与收敛。为了实现这一目标TSMC所提供的DFM解决方案包括了一个单一数据库(DDK)和一组经过预先认证的工具。在此之上,TSMC也帮助IP和库供应商实现统一水平的DFM组件,这进一步缩短了设计周期(如图4)。
引入DFM概念之后,
IDM厂商是否就是最佳的模式?
在设计与生产的传统分工下,造就了两种不同类型的工程专家。设计人员,无论他们效力于IDM或者Fabless公司,对于芯片生产工厂大多缺乏经验与了解。作为完成DFM解决方案的第一家公司,TSMC实际上会帮助我们客户的设计人员获得这些非常有价值的跨领域知识,使得他们能够站在芯片生产工厂的实际角度去优化他们的设计(如图5)。这已在我们的客户,无论是来自Fabless还是IDM公司的设计人员身上都得到了实际的验证。
TSMC的DFM解决方案动员了包括EDA厂商,设计公司,及IP/Lib厂商在内的整个产业链和晶圆代工厂紧密的结合在一起。最重要的是提供了一个经过硅验证的DFM解决方案。同时, TSMC 将所需的DFM数据统一做成一个单一格式 (DUF, DFM 统一格式),以支持各种DFM和EDA开发商的需求。基于DUF,TSMC发布了一个完整DFM解决方案所需的数据库。这将会进一步缩短今后每一代工具认证所花费的时间(如图6)。这个统一的格式是对DFM工具与解决方案效率的第一个证明。同样的理念还可以用于其它的工具,如DFT,及其它的设计领域。