作者：葛立伟

    如果IC库开发不能进一步提高精度和一致性，芯片设计向65nm和45nm节点的转移将出现危机。“在目前的工艺复杂度下，模型不能正确工作，因为它们太简单了。”飞利浦半导体公司的顾问Mike Shields表示。

    这促使一批大型电子OEM厂商试图重塑IC库的开发。一个目标是响应Shields及许多其他人士的呼声：“模型中需要包括大量更多的统计信息。”Si2组织旗下的库工作小组对此进行了不懈努力，不久将公开其工作成果。该小组是去年成立的，包括来自Freescale、IBM、惠普、Intel、LSI Logic、飞利浦以及太阳微系统等公司的代表。

    该小组的目标不仅是库数据格式，还有建模和表征化过程。它建议开发参考流程，使生产的库能够反应工艺变化，支持统计时序分析，并提供更精确的漏电、总功率和噪声数据。

   “这是一件令人兴奋的大事。”Si2总裁Steve Schulz表示，“从某种意义上来说，库、建模和表征化是整个半导体工业的基石。”

   “伴随着更小的工艺节点，我们可以看到的问题之一是工艺变化。”IBM技术与服务事业部业务开发总监兼首席技术官Dale Hoffman表示，“在当前的模型与库表征方式下，为工艺变化建模并充分地捕获它们是很难的。”

    虽然IBM已经开发出了一些非常成熟的芯片建模方法，但仍希望看到整个产业在这一领域的进步。“如果各种不同的为库建模的方法被公开并得到标准化，那么每个人都将受益，而且这才能真正代表最先进的设计和工艺的特征和性能。”Hoffman说。

    Intel同样面临工艺变化、统计技术以及纳米级设计所带来的“数据爆炸”方面的挑战。“虽然我们有自己的应对之道，但我们非常希望看到整个业界为此作出努力。”Intel公司EDA业务总监Rahul Goyal表示。

    这项新的努力被有些人称为开放建模联盟(OMC)。目标参与者包括集成器件制造商(IDM)、芯片代工厂、EDA供应商、终端用户企业以及IP和库供应商。新思、Magma设计自动化公司、IBM和Cadence设计系统公司都对该联盟做出了初步的技术贡献。  

    OpenAccess联盟很可能成为库联盟的榜样，Schulz表示。

    虽然库联盟代表中已经有一些全球最大的IDM，但争取纯代工厂的加入非常重要。Si2已经与台积电和其它代工厂进行了深入讨论，不过目前还没有发布任何信息。    

图1：库格式遭受的遣责：一份Si2的调查报告列举了人们对目前库格式的建议和抱怨。

    不确定的时代

    毫无疑问，亚90nm尺寸会在工艺流程中引入许多不确定因素。正如美国加州电子设计工艺(EDP)工作室所指出的，IC对工艺变化越来越敏感，因为工艺变化影响到关键尺寸、沟道宽度、互连和电压门限等。另外，供电电压和时钟偏移的变化也变得越来越突出。

    互连厚度和宽度的不一致以及由工艺、温度和电压波动导致的单元变化会影响芯片功率和性能。芯片设计师可以采用传统的最小/最大状况分析法来处理其中的一些因素，而其它一些因素将需要统计分析法才能避免过多的保护频带(guardband)。

    统计时序分析能够根据工艺变化提供概率分布，其作为一种可行的解决方案正受到人们越来越多的关注。但仍有一个尚未解决的大问题：各家公司如何才能提供驱动统计时序分析所需的工艺信息？这也是Si2库工作小组成员们正在考虑解决的问题。

   “当我们考虑准备如何使用统计时序分析时，我们需要更成熟的为工艺变化建模的方法。”IBM公司的Hoffman指出。

    除此之外，统计时序还有其它一些要求，例如支持时延、功率和信号完整性分析、多电压库、电迁移以及温度变化等。90nm以下设计中漏电流的建模也将非常重要，Hoffman提醒道。

    电流源建模据说要比传统的电压建模更精确，因此在向该联盟贡献的技术中占据优先地位。新思公司贡献了它的复合电流源(CCS)模型的扩展版本。另外，Cadence公司已经贡献了其有效电流源模型(ECSM)的格式扩展。

    新思公司还贡献了来自其Star-MTB库特征化工具(最早是Avanti开发的)的API以及使用其开放源码Liberty库格式的解析器和二进制数据库。新思非常支持Si2库小组的工作，新思公司战略联盟总监Kevin Kranen表示。

    IBM贡献了一个时延计算语