互操作性iPDK
SpringSoftLaker技术营销经理 RichMorse | TSMC设计服务营销副处长 TomQuan
2009年7月21日，TSMC 宣布，业界首创的具相互操作性 制程设计套件开始供货。这个套件通过TSMC的 65奈米(nm)MS/
RF制 程的完整验证，而且各大EDA供货商也宣布提供支持，包括Cadence、Ciranova、Magma、Mentor、SpringSoft、 Synopsys等等。2010年3月24日，TSMC加入为会员的具相互操作性PDK链接库 (InteroperablePDKLibraries，IPL)联盟发表IPL1.0标准，让整个业界都能够享用TSMCiPDK的重要技术。
PDKS的问题
制程设计套件(ProcessDesignKit，PDK)这个名词原本是指晶圆厂提供的PCell链接库。因为在各PDK应该搭配使用哪种设 计规则检查(DRC)平台互仿真模型方面一直都有质疑，PDKs终于扩大而包含定制IC设计所需的全部文件与设计基础架构元素。关键的PDK元素现在包 括：电子设计规则、各种spice模型、制造设计规则、验证实体与电子版图的各种工具的DRC与LVS执行配置文件案(runsetfiles)，以及电 路图符号库、参数化单元(PCells)、阶层图(layermap)与版图工具的工艺(tech)文件。
直到最近，除了特定晶圆厂、技术制程与制程变异专属的之外，所有PDKs都是EDA供货商独有的并且是特定晶圆厂、技术制程与制程变异所专属 的。现在，各大定制IC设计工具供货商，包括SpringSoft、Cadence与MentorGraphics，全都与TSMC合作开发和验证 PDKs。但是，尽管私有的PDKs已经行之有年，现在定制IC设计工具供货商家数不断地增加，需要支持的技术的数量也持续成长，而且适用于先进技术的 PDKs也越来越复杂(图1)。随着更多工具与更复杂的制程诞生，对TSMC等在2007年就发表了2500项全新和修订PDKs的大型晶圆厂而言，支持 和开选各种组合的PDKs也变成一个困难的问题。
对TSMC而言，这个问题的解答就是探索具相互操作性PDKs(也就是众多供货商工具都能够直接使用而获得理想结果的PDKs)的可能性，以减少支持问题，并为客户提供更多选择。这些解决方案之一就是建立开放式PCell基础架构。
何谓PCELL？
在设计模拟与 定制数字电路时使用的PCells，就是软件程序用来依据规定的可变参数而定义物理版图(图2)。PCells是定制设计的基石，提供单一可程序化 PCell取代已绘制单元(drawncell)的众多不同版本。通过替换特定尺寸变量(参数)的不同数值，版图工程师们能够建立几乎无限量的变异 (variaTIons)。例如，只需改变各特定位置或「处理程序」的网关长度参数，就可以使用一个NMOS晶体管的PCell来建立许多不同的NMOS组件。然后EDA工具会依据这个新参数，从单一PCell自动产生正确尺寸的PCell版图，而使用者不必手工「绘制」任何图形。
我们运用与拥有相关指定默认值的特定PCells对应的PDK所提供的符号，以电路图的形式来设计定制电路。在版图开始之前，电路设计人员可以 依据使用PDK所提供的仿真模型而执行的仿真结果，来修改各PCell处理程序的个别参数。对应的PCells被放置到版图中后，版图系统所产生的版图就 会自动反映调整后的值，并且预期能够产生符合仿真结果的硅芯片良率。
如同PDK本身一般，PCells需要许多基础架构子组件，以实现更多先进功能。这些包括嵌入式功能，例如尔后将详述的stretchhandles与auto-abutment和「回呼(callbacks)」专属的独立文件以及「CDF数据库」。
然而其复杂性因公司与应用而异，而PCell功能受限于PCell开发人员想要撰写多少程序，并因此而定义。PCells可使非常先进的函数自 动化，维护复杂的关系，甚至能够与自己的环境互动。在TSMC等厂商开发的先进制程中，设计规则越来越繁复，而且组件之间的关系也很敏感，所以使用者逐渐 依赖TSMCPDK以实现世界级良率。先进的PCell算法为TSMCPDKs提供睥睨群雄的价值。
解决方案的发端：共通数据库
幸好许多工作都已事先完成，帮助实现具相互操作性PDKs。解决方案的首要元素就是Cadence建立的OpenAccess™(OA)数据库，于2001年左右奉献给SiliconIntegrationInitiative(Si2)(www.si2.org)标准组织。现在OA逐渐成为定制IC设计工具的事实标准数据库。
