什么是PDK？它的作用是什么？

EETOP 2023-10-06 11:58

低价玩转泰克信号发生器PF1440 泰克2/3/4系列示波器、信号发生器大促

文章来源于信号完整性，作者蒋修国

大家都知道，芯片设计和生产是一个非常复杂的过程。光一台生产芯片的光刻机就包含了约10万个零部件。这也是为什么在多年以前，单纯的芯片设计公司都非常少，因为并不是每一家芯片设计公司都能有一个芯片制造厂。直到类似TSMC这类的芯片代工厂的出现，纯芯片设计公司（Fabless）才变得更多。

芯片设计与工艺是密不可分的，所以芯片在设计的过程中需要按照芯片使用的材料以及加工的工艺等来设计。那么PDK 发挥了很重要的作用。那么什么是PDK呢？

PDK就是Process Design Kit（工艺设计工具包或者工艺设计套件）的一个简称。这个概念在几十年前就引入了半导体行业。一般，PDK主要是由芯片晶圆的制造厂来制作产生。PDK是芯片设计公司、芯片制造厂以及EDA工具厂沟通的桥梁。

典型的 PDK 包含了原始的器件库、物理规则验证检查文件、技术文件、规则文件、器件模型，等等。具体如下：

原始的器件库

符号（Symbol）
设备参数
参数化单元（Pcell）（Parameterized Cell，参数化单元）

物理规则验证检查文件

设计规则检查
布局与原理图
物理参数（RC）提取

技术文件

层、层名称、层/用途对
颜色、填充和显示属性
工艺限制
电气规则
在线设计规则
材料参数

设计规则文件和指南

库交换格式（LEF）
工具相关规则格式

原始器件的仿真模型（通常是SPICE）

晶体管
电容
电阻
电感

设计规则手册

流程要求

PDK 还可能包括来自foundry厂、库供应商或内部的标准单元库

抽象布局数据的LEF格式
符号(Symbol)
库 (.lib) 文件
GDSII布局数据

芯片设计工程师使用PDK进行设计、仿真、绘制和验证设计，然后将设计好的文件再发送给芯片foundry厂生产芯片。PDK中包含了foundry厂特定工艺节点的所有规范，比如TSMC或者Intel的就不一样。所以芯片设计工程师在设计过程的早期就需要做好选择。准确的PDK将增加芯片流片一版成功的机率。大家都知道每增加一次流片，成本都会大大增加，尤其是大芯片，每一次流片都是千万或者上亿级别的。