【ホワイトペーパー】半導体設計アーカイブ用EDAツールと環境

A Rochester Electronics White Paper 半導体設計アーカイブ用 EDA ツールと環境 Rochester Electronics, Ltd. 日本営業本部 170-6011 東京都豊島区東池袋 3-1-1 サンシャイン 60 ビル 11 階 +81.3.6709.2630 / www.rocelec. jp

多くの場合、半導体 IC チップの設計チームは製品をリリースした後、設計データベース全体をアーカイ ブに保管します。 通常 EDA ツールにアーカイブされている設計データベースは信頼性が高く、歩留まりやテスト工程で問 題が発生した際に、最後の ECO や最後のデータベースの変更を行うために、担当者が該当する設計デー タベースを読み込んでその内容を理解するためのものです。しかし、10 年後の製造工場の変更や対象製 品の複製・継続を行うアーカイブとしては信頼性の低いものとなるでしょう。 残念ながら、半導体設計データベースのアーカイブに関しては、標準がありません。 ロチェスター エレクトロニクスのデザイン＆テクノロジーグループでは、40 社以上の異なるオリジナル 半導体メーカーの間で、チップ設計データベースのアーカイブにほとんど一貫性がないことを発見しま した。 当社は、ライフの長い半導体製品を再生産して再利用する分野の専門家として、アーカイブに利用でき るものはすべて利用し、「ピン互換、同一の機能、性能」で製品の継続を可能にするソリューションを 確立しています。ロチェスター エレクトロニクスのデザイン＆テクノロジーグループは、長年の経験か ら得た信頼性の高い半導体設計アーカイブについて、このホワイトペーパーにまとめました。 優れた設計アーカイブとは、EDA ツールに最も依存しないものであり、ツールに完全に依存せず、ファウ ンドリにもある程度依存しないものです。最初は、これらを実現することは不可能に思えるかもしれま せん。しかし、設計チームが解散する前に最小限の作業を行うことで、再利用を可能にし、ライフの長 い半導体製品を実現するための重要なコンセプトがいくつかあります。 EDA ツールに依存しないアーカイブについて、EDA ソリューションが非常にダイナミックであることは誰 もが認めるところでしょう。典型的な主要 EDA ソリューション・プロバイダーは、3 年から 5 年ごとにツ ールフローやフォーマットに大きな変更を加えます。古いバージョンのツールを復活させて、設計デー タベースから古いファイル形式を読み取ることは簡単なことではありません。 次のような質問を考えてみてください。 「10 年後、20 年後、もし今の EDA ツールに頼れない場合、半導体設計においてどのような情報を知る必 要がありますか？」 そして「どのファイル形式が 20 年間使用可能でしたか、または 20 年後でも使用可能なファイル形式は 何でしょうか？」と。 © Rochester Electronic, L td . 2

EDA ツールに依存しないという考え方は、 アーカイブするものやアーカイブする方法をどのように変えるのでしょうか？ 優れたアーカイブ・ツールは、ASCII、GDS2、PDF、Postscript、JPEG などのファイル形式を使用する必 要があります。優れたアーカイブ・ツールは、マイクロソフトのファイル形式（.doc ファイル形式のよ うな技術的な記述が出来ない）や、その他の独自形式にのみに対応しているものではありません。 OASIS は、製造のために渡される物理設計データベースの代替フォーマットです。 OASIS は非常に大規模なデジタルデザインを扱うには良い方法かもしれませんが、GDS2 のようなユビキ タスなサポートはまだありません。GDS2 は何十種類もあり、また 20 年以上の歴史があります。 ほとんどの場合、最終的なデータベースフォーマットとしてフラクチャ（入力データに対して各種フォ ーマットに適した図形分割とフォーマット変換を行うこと）やファブに提供されています。 ASCII というと難解で大掛かりなイメージがありますが、将来を見据えると、長期的には読みやすさが最 も保証されています。ASCII ファイルは、回路図、ネットリスト、RTL、制約（タイミング、電力、密 度）、主要なスタティックタイミング解析結果（最長パス、偽パス、マルチサイクルパス、最短パス、 これらすべてをクロックドメインごとに）、すべてのスパイスデッキまたはスパイスモデル、テストベ クター、ピンアウト記述、テスターロードボードの記述やドキュメントなどに使用されています。 PDF フォーマットは、プロセスの説明、設計文書（設計プロセス全体で免除されたルール違反を含む設計 レビュー資料）、設計ノートなどの情報をアーカイブするために使用されています。 アーカイブが必要な解析結果の写真は、ポストスクリプトまたは JPEG 形式にする必要があります。 これには、重要なスパイス分析（グラウンド・バウンス （ground bounce）、入力フィルター応答、飽 和分析、IO シグナルインテグリティ、分離分析など）や、物理設計で非常に特別な注意が払われたチッ プ設計の領域からの写真が含まれる場合があります。 アーカイブコンテンツについては、設計自体と同様に、設計作成時の属性（プロセスモデル、コンポネ ントモデル、プロセス記述、レイアウト設計ルール、パッケージ図面、プロセス・レイヤーマッピング など）と詳細仕様も考慮する必要があります。 設計時に利用できる詳細仕様が設計とともにアーカイブ されることはめったにありませんが、そうあるべきです。さらに複雑なのは、購入した IP ソースデータ ですが、長期的に存続させるためには、これを前もって解決しておく必要があります。 優れたアーカイブには、設計データベース自体に加えてソースコンテンツ（技術ファイル）が含まれて おり、ツールに依存しないソースコンテンツが含まれている必要があります。 要約すると、優れた半導体アーカイブの主要な概念は、EDA ツールの独立性、長期的な業界標準のファイ ル形式、および設計の作成に使用される技術データです。 設計アーカイブが優れているほど、再認定、 非常に困難な再設計、そして困難な設計製品の複製を強制することなく、半導体コンポーネントがシス テム内でより長く存続することができます。 © Rochester Electronic, L td . 3

アーカイブの内容 ファウンドリ技術説明（ウェハの厚さ、 PDF バックグラインド仕様などを含む） ファウンドリ・レイアウトルール PDF ファウンドリ・プロセス・パラメータ（シート・ロー、 PDF すべての抵抗と容量、その他) ファウンドリ・データブック PDF ファウンドリ・デザインルール ASCII ファウンドリ・デザインルール ASCII 関連するパラメータ（BSIM および暗号化されていない） ASCII を備えたファウンドリ技術スパイスモデル コンポーネントの Verilog および/または VHDL モデル ASCII LEF および DEF のコンポーネント・モデル ASCII スパイスのコンポーネント・モデル ASCII 複雑なコンポーネントのスパイスモデル（PLL など） ASCII 任意のファウンドリ・ビヘイビア・モデル 購入した IP のドキュメント PDF 購入した IP モデル（スパイス、verilog、vhdl、s-パラメータな ASCII ど） パッケージ図面 PDF パッケージ品質報告書 PDF パッケージのビルドアップ説明書（資料） PDF 設計データ 全体設計の説明 PDF 全体の開発ツール PDF フロー説明回路図 ASCII ネットリスト ASCII RTL ASCII 合成時の制約条件 ASCII 合成スクリプト ASCII SerDes データ（S パラメータ、データシート、 ASCII と PDF 特別なレイアウト要件など） 設計上の制約 (パワー、タイミング、エリア) ASCII と PDF フロアプラン 入力用 ASCII 出力用 PDF と JPEG 静的タイミング解析出力（各クロックドメインの最長パス、 ASCII 最短パス、マルチサイクルパス、フォールスパス） パワー分析と前提条件 ASCII スパイスデッキの生成 ASCII ECO の歴史と解説 ASCII 重要なスパイスの結果 PS または JPEG 設計レビュー資料（チェックリスト、最終ダイサイズとビルド PDF アップ、クリティカルな解析、設計上のトレードオフなどを含む） 入力用 ASCII ボンディング・ダイアグラム 出力用 PDF と JPEG (ワイヤーボンドまたはファイルフリップチップ) © Rochester Electronic, L td . 4

セル配置とルーティング情報（DEF） ASCII 物理設計スクリプト（使用する場合） ASCII オンチップ・メモリのビットセルの詳細 ASCII または PDF 重要な配置の画像キャプチャ JPEG クリティカル・プレースメントの説明 ASCII または PDF 最終 GDS2 に加えられた編集内容は、他に反映されません ASCII ファウンドリ・レイヤーマップ前の最終物理データ GDS2 ファウンドリへの最終物理データ GDS2 ファウンドリ用チェックリスト PDF または ASCII テストプログラム（テスターの説明を含む） PDF テストプログラム（入力・出力） ASCII リグレッション・テスト・スイート ASCII （複雑な PLI ルーチン、コンパイルされたモデルなどを含む） プローブカードの図面 ASCII ロードボードの回路図 ASCII ロードボードの説明書 ASCII または PDF バーンインボードの回路図、ドライバー、詳細 ASCII 最終テストデータログ ASCII 歩留まり履歴 ASCII または PDF © Rochester Electronic, L td . 5