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芯片后端布局布线常见DRC问题及完整解决方案

05/27 10:50
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原标题:我遇到过的绕线问题

1、pin脚很多的cell周围绕线drc

引脚单元周边绕线DRC问题总结(300字)

多引脚单元因引脚排布密集、引脚间距极小,大量走线集中汇聚,是芯片后端绕线DRC的高发区域。

该区域常见DRC违规类型繁多,核心问题为线宽、线间距不达标,走线拥挤导致同层金属间距违规;其次是过孔扎堆堆叠,引发过孔间距、过孔边距等违规。同时自动绕线易贴近单元引脚和边界走线,触发金属与器件间距报错。杂乱出线会产生锐角拐角、超标短线与截线问题,密集布线还易造成金属密度超标、天线效应报错。此外,多引脚单元多为电压域接口,跨域走线易触发隔离间距违规。

实操中可提前规避修复:布局时为单元四周预留布线通道,避免多颗多引脚单元紧邻摆放;绕线时分层规划出线,分散单层布线压力。通过设置局部布线约束、绘制引脚周边布线遮挡,优化过孔规整排布。优先完成电源地布线,对报错区域手动拉线优化,并提升局部绕线优化力度,优先修复间距、过孔类硬性DRC。

2、DTCD cell周围绕线drc

DTCD(Dummy TCD)是TSMC 12nm、7nm等FinFET先进工艺专用的工艺校准Dummy单元,无逻辑功能,是Foundry强制要求的基础层单元,用于光刻、刻蚀制程校准,保障晶圆图形密度均匀性,避免晶体管特性漂移、提升芯片良率

DTCD分为两类,不可混用:FEOL-TCD用于校准Fin、栅极等前段晶体管工艺;BEOL-TCD用于校准金属、过孔等后段互连工艺。

后端布局有严格规范:需在Floorplan阶段手动均匀摆放,工艺要求每2500μm×2500μm区域至少放置一颗,禁止大面积空白区域无DTCD单元。核心关键规则为FEOL-TCD的Poly方向,必须与标准单元、存储单元完全一致。

先进工艺中DTCD Cell上方严禁绕线、打Via,是Foundry强制的DRC硬规则与良率保障要求。DTCD是晶圆厂用于监测光刻、刻蚀关键尺寸的工艺校准单元,相当于工艺量测的标准探头,需要纯净无遮挡的图形环境。

若在其上方布线,金属会遮挡、干扰量测,导致CD校准失真。同时FEOL-TCD的Poly、Fin底层结构不兼容上层金属覆盖,会触发间距、底层密度等DRC违规;BEOL-TCD叠加走线会引发金属堆叠、天线效应等问题。

此外,走线会改变区域光刻衍射与蚀刻速率,造成周边器件参数漂移、漏电增大,影响芯片良率。后端实操需给所有DTCD添加全层硬绕线屏蔽,预留保护区域,所有走线必须完全避让。

3、版图中央有饼状绕线drc区域,使用all mux综合解绕线问题

All Mux综合是将组合逻辑统一映射为多路选择器树的综合方式,区别于常规综合生成各类基础逻辑门。该方式多用于FPGA、数据通路类设计,可充分利用硬件MUX资源,优化时序、面积与布线,也便于测试和形式化验证。

它能让电路结构更规整,有效降低绕线拥塞。但选择信号扇出会增大,零散随机逻辑使用反而会增加面积,且依赖工艺库提供对应MUX单元。

4、高density模块使用全局partial blk

做过一个80% density的模块,如果不加控制,就会在各个区域产生local density问题。加了全局partial控制。

5、子模块和top的高层power metal没对齐

一开始不熟悉,所以模块间power metal没对齐。后来的解决方法:在top添加一个power ring将power metal连起来。

6、memery密度非常大,绕线沟道非常狭窄模块,route eco会把时序绕飞

解决方法:手动绕线。

7、手枪形floorplan拐角处绕线drc堆积

手枪型Floorplan为枪身加狭长枪管的L型结构,拐角处存在天然布线瓶颈,是绕线DRC高发区域。该处通道骤然收窄,大量内部走线、时钟及IO线路在此汇聚,造成走线和过孔密集堆积。同时拐角电源环转弯占用高层金属资源,进一步压缩布线空间。

此外,拐角易密集摆放IO、DTCD、填充单元,引脚密度过高加剧布线拥塞。EDA工具适配矩形版图,无法最优处理异形拐角,易生成锐角走线、堆叠过孔。最终频繁触发线间距、过孔间距、锐角、金属最小面积等DRC违规。

8、memory沟道修完hold后出现绕线drc

解决方法:拓宽沟道、沟道加route blk、预埋decap。

9、接口处修完接口hold出现绕线drc

在接口处预留物理空间。

10、使用AI EDA自动做floorplan时出现沟道绕线hotpot

解决方法:增加沟道绕线拥塞评估权重。

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