IC竞技在设计

时间:2022-07-07 11:06:04

IC竞技在设计

今天,半导体行业正在发生急剧而重大的变化。例如,今年1月,NXP(前Philips半导体)宣布退出Crolles 2的开发,转而依靠与TSMC(台积电)的合作来推进工艺开发;集设计、制造一体化的集成器件制造商(IDM)-TI也改变了初衷,宣布到45nm时,数字CMOS将走fab-lite(轻晶圆厂)道路;Freescale宣布改投IBM阵营……如果大厂商们不去开发自己的工艺技术,那又如何使自己产品具有鲜明特色呢?答案是:他们打算在设计方面添加更多的特色,形成差异化。

如今,fabless成了潮流所向。市场调查公司IC Insights的报告指出,从1998年到2006年,fabless公司增加了6倍,销售额占整个市场的比例从6.7%提高到20.0%。IC设计创造特色主要包括以下几种举措:

系统架构一系统架构更直接地进入到设计之中。传统上,上层的系统设计者设计算法、规定架构,然后一组设计师拿着打印好的性能规范,用Verilog、VHDL或者某种语言来实现,甚至做出原理图。变换是完全手工的,先在Verilog中描述,经过仿真验证后,绘制版图,然后得到芯片。新的设计方法可使速度大幅提升,在高层,如ANSI CH,仿真速度可以快上万倍。

IP―传统上,IP供应商具有鲜明特色,要么是系统芯片(SoC)开发商能够很好地理解架构,从而能很好地运用IP,抑或,有比竞争对手丰富或效率更高的ASIC库,便可以提供复杂的功能。现在IP业已经是增长率高达20%的大行业了。大开发商即使有能力,也不得不收集大的IP模块,因为只有这样,才能更快速地实现新的功能,保证独立性和功能上的与众不同。

实现效率―过去,你请到优秀的设计者,就可以开发出最佳的设计。现在难度加大了,我们曾经使用原理图捕捉,后来又使用门级设计和RTL级设计,如今大多数厂商已认识到,下一步要向System Verilog转移,将带来设计验证方面的高效率。

低功耗一在所有层次都要实现低功耗。从架构上进行优化,降低功耗的幅度最大;RTL级可以通过行为级的电源管理等措施来减少功耗;具体设计级则努力通过布线等技巧来进一步挤出功耗,虽然节省功耗有限,但也必不可少。

制造成品率―成品率的量度在传统上是基于面积的,是颗粒带来的缺陷。最近几年,随着特征尺寸变得越来越小,其他效应也开始影响到成品率,特别是干涉、衍射、反射、再反射等光学效应。人们采取的对策,是引入一组所谓的推荐设计规则。当然,还需要设计者与芯片制造商(foundry)合作,但foundry不会告诉全世界其工艺是什么,因为要想做出他们的专有性特色。

总之,公司拥有独特的工艺技术,就必须通过设计技术,这就是创新。让芯片所采用的架构具有独特性,在芯片中融入具有专有性的IP模块,实现低功耗、高性能,或者低成本,或者高成品率。

执行主编

王 莹

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