本文關(guān)鍵詞：基于FINFET工藝的ASIC后端物理設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著半導體工藝的特征尺寸不斷減小,器件出現(xiàn)了短溝道效應。該效應使器件在亞閾值時漏電流增大,并且使器件的閾值電壓也隨之降低,最終導致器件組成的芯片功耗增大和性能下降。為了達到提高芯片性能和降低功耗的目的,臺積電和三星在近年來研發(fā)出了FINFET工藝。同時作為芯片設計與工藝制造的紐帶,后端物理設計變得尤為關(guān)鍵。本論文研究的課題是基于FINFET工藝的后端物理設計。本論文通過使用流程化設計軟件和后端設計的EDA工具完成了,一款基于FINFET工藝的加速處理器中,位于顯示核心區(qū)域的模塊后端物理設計。論文通過對硬核不同布放的版圖的標準單元端口熱點圖以及布局后得到的有關(guān)利用率、擁塞程度和時序預估的數(shù)據(jù),最終得出了模塊版圖的硬核布放方案。論文還通過使用公式計算的方法,并結(jié)合對電源網(wǎng)絡的電壓降與電遷移要求的分析,最終得到了該模塊的電源規(guī)劃。在布局階段,設計完成了對特殊物理單元的插入和標準單元的布放,并通過使用全局布線的方法得到了布局的擁塞程度和建立時間的時序預估。在時鐘樹的綜合階段,論文設計了基于不同時鐘偏差的多組對比試驗,并分析了實驗后所得的數(shù)據(jù)的結(jié)果,其結(jié)果包括擁塞程度、布線后的DRC以及時序報告,最終得到了該模塊的最佳的時鐘偏差設置。在模塊布線完成后,論文通過研究FINFET工藝的設計規(guī)則要求,找出了修復設計規(guī)則違規(guī)的方法,最終使模塊滿足了設計要求。在完成布線后,論文還分析了可制造性中天線效應、通孔電阻的可靠性及金屬過蝕問題,并得出了相應問題的修復方法。論文設計通過在UPF文件中定義使用門控單元的方法,完成了電源關(guān)斷技術(shù)即產(chǎn)生了可關(guān)斷電壓和常開電壓兩種電壓域的供電網(wǎng)絡,達到了低功耗設計的要求。論文研究了雙重曝光技術(shù)的設計規(guī)則,并使用多邊環(huán)形檢查法完成了模塊對雙重曝光技術(shù)的設計規(guī)則檢查。論文還提出了修復違反該規(guī)則的方法。論文還通過實驗得出了時序檢查的簽核端角。論文中通過對時序報告的分析,完成了轉(zhuǎn)換時間、最大負載電容、建立時間和保持時間違規(guī)問題的修復。在修復時序違例、設計規(guī)則問題和功耗問題后,論文的設計最終達到了簽核的標準。
【關(guān)鍵詞】：FINFET工藝 布局布線 低功耗 靜態(tài)時序分析 ASIC
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP332
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符號對照表10-11
• 縮略語對照表11-14
• 第一章 緒論14-16
• 1.1 課題背景14-15
• 1.2 課題來源15
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)15-16
• 第二章 FINFET版圖及特性的分析16-22
• 2.1 短溝道效應及其影響16-18
• 2.2 FINFET版圖18-19
• 2.3 FINFET特性19-20
• 2.4 本章小結(jié)20-22
• 第三章 后端設計流程及其建立22-28
• 3.1 后端流程化設計的研究22-23
• 3.2 EDA工具及相關(guān)文件23-27
• 3.3 本章小結(jié)27-28
• 第四章 基于FINFET工藝的后端設計28-66
• 4.1 后端設計流程建立28-29
• 4.2 布圖規(guī)劃29-41
• 4.2.1 設計模塊的大小規(guī)劃29-30
• 4.2.2 模塊內(nèi)硬核的布放30-33
• 4.2.3 模塊的電源規(guī)劃33-41
• 4.3 布局規(guī)劃41-51
• 4.3.1 特殊物理單元布局41-43
• 4.3.2 標準單元布局43-47
• 4.3.3 掃描鏈重組47-51
• 4.4 時鐘樹綜合51-57
• 4.4.1 時鐘定義及設置52-53
• 4.4.2 時鐘網(wǎng)絡設計53-57
• 4.5 模塊布線規(guī)劃57-64
• 4.5.1 布線規(guī)劃58
• 4.5.2 設計規(guī)則檢查和可制造性檢查58-61
• 4.5.3 雙重曝光技術(shù)及其設計規(guī)則問題61-64
• 4.6 本章總結(jié)64-66
• 第五章 ECO階段的時序與功耗分析66-78
• 5.1 靜態(tài)時序分析及修復66-75
• 5.2 模塊的功耗分析75-77
• 5.3 本章總結(jié)77-78
• 第六章 總結(jié)與展望78-80
• 6.1 論文總結(jié)78-79
• 6.2 課題展望79-80
• 參考文獻80-82
• 致謝82-84
• 作者簡介84-85

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本文編號：295568