什么是PDK？它有何作用？

大家都知道，芯片設(shè)計和生產(chǎn)是一個非常復(fù)雜的過程。光一臺生產(chǎn)芯片的***就包含了約10萬個零部件。這也是為什么在多年以前，單純的芯片設(shè)計公司都非常少，因為并不是每一家芯片設(shè)計公司都能有一個芯片制造廠。直到類似TSMC這類的芯片代工廠的出現(xiàn)，純芯片設(shè)計公司（Fabless）才變得更多。

芯片設(shè)計與工藝是密不可分的，所以芯片在設(shè)計的過程中需要按照芯片使用的材料以及加工的工藝等來設(shè)計。那么PDK 發(fā)揮了很重要的作用。那么什么是PDK呢？

PDK就是Process Design Kit（工藝設(shè)計工具包或者工藝設(shè)計套件）的一個簡稱。這個概念在幾十年前就引入了半導(dǎo)體行業(yè)。一般，PDK主要是由芯片晶圓的制造廠來制作產(chǎn)生。PDK是芯片設(shè)計公司、芯片制造廠以及EDA工具廠溝通的橋梁。

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典型的 PDK 包含了原始的器件庫、物理規(guī)則驗證檢查文件、技術(shù)文件、規(guī)則文件、器件模型，等等。具體如下：

原始的器件庫

符號（Symbol）

設(shè)備參數(shù)

參數(shù)化單元（Pcell）（Parameterized Cell，參數(shù)化單元）

物理規(guī)則驗證檢查文件

設(shè)計規(guī)則檢查

布局與原理圖

物理參數(shù)（RC）提取

技術(shù)文件

層、層名稱、層/用途對

顏色、填充和顯示屬性

工藝限制

電氣規(guī)則

在線設(shè)計規(guī)則

材料參數(shù)

設(shè)計規(guī)則文件和指南

庫交換格式（LEF）

工具相關(guān)規(guī)則格式

原始器件的仿真模型（通常是SPICE）

晶體管

電容

電阻

電感

設(shè)計規(guī)則手冊

流程要求

PDK 還可能包括來自foundry廠、庫供應(yīng)商或內(nèi)部的標準單元庫

抽象布局數(shù)據(jù)的LEF格式

符號(Symbol)

庫 (.lib) 文件

GDSII布局數(shù)據(jù)

芯片設(shè)計工程師使用PDK進行設(shè)計、仿真、繪制和驗證設(shè)計，然后將設(shè)計好的文件再發(fā)送給芯片foundry廠生產(chǎn)芯片。PDK中包含了foundry廠特定工藝節(jié)點的所有規(guī)范，比如TSMC或者Intel的就不一樣。所以芯片設(shè)計工程師在設(shè)計過程的早期就需要做好選擇。準確的PDK將增加芯片流片一版成功的機率。大家都知道每增加一次流片，成本都會大大增加，尤其是大芯片，每一次流片都是千萬或者上億級別的。

PDK做好之后，工程師就可以導(dǎo)入到EDA軟件中進行芯片設(shè)計和仿真。

審核編輯：劉清