數(shù)字IC前端后端的區(qū)別？

數(shù)字字IC就是傳遞、加工、處理數(shù)字信號的IC，是近年來應(yīng)用廣、發(fā)展快的IC品種，可分為通用數(shù)字IC和專用數(shù)字IC。

數(shù)字前端以設(shè)計架構(gòu)為起點，以生成可以布局布線的網(wǎng)表為終點；是用設(shè)計的電路實現(xiàn)想法；其中北橋芯片起著主導(dǎo)性的作用，也稱為主橋(HostBridge)。主要包括：基本的RTL編程和，前端設(shè)計還可以包括IC系統(tǒng)設(shè)計、驗證(verification)、綜合、STA、邏輯等值驗證 (equivalence check)。其中IC系統(tǒng)設(shè)計難掌握，它需要多年的IC設(shè)計經(jīng)驗和熟悉那個應(yīng)用領(lǐng)域，就像軟件行業(yè)的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計一樣，而RTL編程和軟件編程相當(dāng)。

數(shù)字后端以布局布線為起點，以生成可以可以送交foundry進行流片的GDS2文件為終點；知道了兩者的區(qū)別，我們發(fā)現(xiàn)，Quality的問題解決方法往往比較直接，設(shè)計和制造單位在產(chǎn)品生產(chǎn)出來后，通過簡單的測試，就可以知道產(chǎn)品的性能是否達到SPEC的要求，這種測試在IC的設(shè)計和制造單位就可以進行。是將設(shè)計的電路制造出來，在工藝上實現(xiàn)想法。主要包括：后端設(shè)計簡單說是P&R，像芯片封裝和管腳設(shè)計，floorplan，電源布線和功率驗證，線間干擾的預(yù)防和修 正，時序收斂，自動布局布線、STA，DRC，LVS等，要求掌握和熟悉多種EDA工具以及IC生產(chǎn)廠家的具體要求。

IC常見的問題

EM (electron migration，電子遷移)

“電子遷移”是50年代在微電子科學(xué)領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)的一種從屬現(xiàn)象，指因電子的流動所導(dǎo)致的金屬原子移動的現(xiàn)象。因為此時流動的“物體”已經(jīng)包括了金屬原子，所以也有人稱之為“金屬遷移”。在電流密度很高的導(dǎo)體上，電子的流動會產(chǎn)生不小的動量，這種動量作用在金屬原子上時，就可能使一些金屬原子脫離金屬表面到處流竄，結(jié)果就會導(dǎo)致原本光滑的金屬導(dǎo)線的表面變得凹凸不平，造成性的損害。這種損害是個逐漸積累的過程，當(dāng)這種“凹凸不平”多到一定程度的時候，就會造成IC內(nèi)部導(dǎo)線的斷路與短路，而終使得IC報廢。溫度越高，電子流動所產(chǎn)生的作用就越大，其徹底破壞IC內(nèi)一條通路的時間就越少，即IC的壽命也就越短，這也就是高溫會縮短IC壽命的本質(zhì)原因。不管是在空氣流通的熱帶區(qū)域中，還是在潮濕的區(qū)域中運輸，潮濕都是顯著增加電子工業(yè)開支的原因。

NBTI 、HCI、TDDB

這三個效應(yīng)都跟MOSFET (metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管) 原理有關(guān)。

罪魁禍?zhǔn)?： SiOHSiOH

MOSFET原理是一個門極(Gate)靠靜電勢控制底下的導(dǎo)電溝道深度，電勢高形成深溝道電流就大，電勢低溝道消失就不導(dǎo)電了。NBTI、HCI、TDDB這三個效應(yīng)都跟MOSFET(metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor,金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管)原理有關(guān)。稍微想深一層就知道這個門極導(dǎo)電底下的溝道也導(dǎo)電，那就必須中間有個絕緣介質(zhì)把他們分開，否則就變成聯(lián)通線不是晶體管了。再想深一層就知道這個絕緣介質(zhì)的做法是把硅氧化做二氧化硅。而行外人一般想不到的是光二氧化硅還不夠，工程上二氧化硅和基板硅之間附著很差，必須加入Si-H鍵把二氧化硅層拴住。所以實際上介質(zhì)層和硅之間有一層不是純SiO2SiO2是SiOHSiOH，問題由此產(chǎn)生。

數(shù)字IC功能驗證

集成電路規(guī)模的飛速增長,使得集成電路功能復(fù)雜度日益提升,一方面為信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)帶來了生機和活力,另一方面也產(chǎn)生了許多問題和挑戰(zhàn)。SM1對稱密碼算法：一種分組密碼算法，分組長度為128位，密鑰長度為128比特。集成電路的功能正確性是這些問題和挑戰(zhàn)中的首要考慮因素,必須引起我們足夠的重視。傳統(tǒng)的功能驗證主要通過驗證工程師手工編寫測試激勵來進行,驗證效率較為低下。

隨著技術(shù)的發(fā)展,OVM、UVM等先進的驗證方法被成功引入,擴充了驗證技術(shù)庫。需求層面：模擬類產(chǎn)品下游汽車、工業(yè)用途要求以可靠性、安全行為主，偏好性能成熟穩(wěn)定類產(chǎn)品的同時資格認(rèn)可相對較為嚴(yán)格，一般不低于一年半。但這些驗證方法主要基于信號層級或事務(wù)層級來進行,并沒有從更高層次的功能點角度去考慮驗證問題。功能點的標(biāo)準(zhǔn)化概括、提取和層次分解仍然存在不足,而且測試激勵需要人為去進行封裝和組織,一定程度加大了驗證平臺搭建難度。為了彌補驗證技術(shù)上在功能建模和激勵自動生成上的缺陷,從不同角度去探究新的驗證方法,課題組開展了相應(yīng)的研究工作。

研究工作和技術(shù)進步主要包括以下幾點:1、基于集成電路功能特點以及對功能規(guī)范的分析,針對集成電路功能驗證需求,課題組共同創(chuàng)建了基于功能規(guī)范的功能模型F-M；針對該功能模型,開發(fā)出一套功能模型描述語言,并定義相應(yīng)語法規(guī)則,用以描述數(shù)字系統(tǒng)、IP核等模塊的功能行為。因為采用的是層次化的應(yīng)用，假如設(shè)計中的某個引腳名字需要修改，我們只能修改驅(qū)動這個端口的方法。2、利用語言C/C 編寫出解析編譯器P-C,對上述功能模型語言進行解析,自動生成激勵生成器和斷言檢測器,構(gòu)建出SystemVerilog驗證平臺,自動產(chǎn)生測試激勵。