請問ic design及layout的分類有那些

君婷

我從書上得知ic design分full custom,semi custom。
而學校教的是full custom並且這是偏向於往analog design，至於semi custom可分programmable device,standardd cell,  gate array。
! ~" v- U4 w6 |5 ~另外學校教的vhdl 使用fpga分類在programmable device 部份，而ic layout只知分成analog,digtal,混合,rf 4種領域。
0 N' e, u6 K6 E0 a% z# I# X9 N現在小妹想請教一下ic layout如果應徵的公司是作digtal layout，是不是變成使用fpga裡apr的功能自動佈局? 即非學校所學full custom的方式來一條一條的畫layout?
& I) r& H! E1 ^- q& u. i還是不管是畫什麼領域的layout，所用的軟體皆是業界常用的 如laker,cadence等，只是畫digtal layout時 其中使用到apr的功能來輔助?laker,cadence有apr的功能嗎?
還有ic layout除了小妹所說領域外還有那些嗎? 因為我聽老師說有學姊 先學完了analog 然後換公司學digtal 接著又換公司學混合，最後目前又跳去學RF，所以小妹想知領域有那些 及使用的工具差異性在那?或是同樣的工具 但佈局方式有何差異呢?
謝謝^^

sjhor

Tapeout? 翻譯?
這個  可能要 LKK 的人才會知道唷!!
讓我說一下歷史吧!!
) g6 y7 @2 ]- Y以前網路還不發達的時候!!!  就有IC layout 了!!!
" @# v) t, A& I在當時 .db file 完成後!!  要將這些電子檔送到光罩公司去!!!
! z8 J: o' w- }9 w沒有網路!!  只有磁帶機的時候!!
9 L! q" ?/ ~0 r  a" Q所以  要將這些 .db file 上到 tape 上然後 out 到光罩公司去!!
這個動作!! 當時的 " layout engineer" 叫做 "tapeout"
所以  這個名詞  沿用到現在!!
所以  可悲否?
# K+ K: s4 D" g$ Z0 o# h# V) V/ m高科技使用的名詞都沒有進步說!!

masonchung

先學完了analog 然後換公司學digtal 接著又換公司學混合 ...真是夠猛
光學 analog layout 妳可能就耗掉不少青春
不過這樣就很夠用了啦~
數位 layout 快要被整合到前端設計流程內
若是妳有設計數位電路coding的能力 可以往數位走,不然的話...還是做 Analog , RF 比較好

君婷

你好
/ n2 X/ P& X$ _( `前端設計流程我不懂是什麼意思?但聽說analog的公司較少耶 ，光只作analog就足以生存了嗎?
5 `* ^/ P: y" A( U) F" Y靠analog就能有很多公司可換嗎?因為聽說是靠換公司讓自已待遇提升，除非一開始就進好的公司，而學姊那樣就令我覺得那樣 應該才是有價值的layout工程師 在業界應該能很吃香 ，能換到更好待遇的公司，而ic公司 很少人待到退休的，聽說都是學會一樣領域就是換新的 學，而analog到底要學到怎樣才算學完 才可認定可換領域去學數位或混合，這點能回答嗎? ^^
* F; Q: z) n0 H* L怎樣才算有價值的layout工程師? 單獨追求一個領域的專精 還是像學姊這樣欲學完全部的領域?
4 J# V$ h, p0 h4 ]' O$ n; u我是說這有價值的工程師 能令他得到應有的代價 賺大錢
6 O( X& w8 Z& P* T; i$ t2 A" l
7 u% x# J; H& |/ g  t4 p

1 g' j3 o' R6 ]) d" ]" A( M$ D我學姊是因為他老公目前正作ic design engineer 所以他們計畫將來自已開ic house，而學姊更加積極的學，說不定正好合適作layout部門的主管 所有領域都很熟

[ 本帖最後由 君婷 於 2007-6-18 11:06 AM 編輯 ]

masonchung

前端設計流程 就是包括 演算法開發 電路Coding 模擬 合成電路 FPGA驗證...

1 L8 k" x4 t! {6 X: |& }4 ~其中 數位電路合成將會和數位電路Layout整合在一起
; |- [* m1 z; U7 \
以台灣人的個性 analog的公司 很快會像雨後春筍的冒出來

像是香雞排 甜甜圈店一樣

有價值的工程師 能令他得到應有的代價 賺大錢??
1 l; @" C* O, j3 i工程師 想獲得應有的薪資 真不是一語可以道盡滴~~
$ b: t) X) `$ T% V$ K5 N
[ 本帖最後由 masonchung 於 2007-6-18 06:24 PM 編輯 ]

君婷

謝謝版主的回應
# [8 t0 ]! I. G9 q% L7 m另外可否請問一下學習ic layout 有作到i/o pad 這部份嗎?  i/o pad這部份是不是pad的設計者負責設計的?
layout工程師是不是只是作到verification 後再作post simulation 最後再作steam out 轉出GDSII檔，這樣Layout工程師的部份就算結束了? 而i/o pad的部份與 layout工程師無關?
: B! m( E% \' U6 _; Y這是小妹另外提出的問題 謝謝^^
# F$ ~) s, w5 V/ t$ Z" u- c/ ?+ n同時也謝謝版主熱情的回答^^

masonchung

這個留給本區的專家回答好嚕 ^^

finster

一般來說,Fully custom layout就是指analog layout,全部用手工畫的,學校大都教這種
; ?0 ]) X  z' y' p5 \而digital layout一般則泛指APR,我印象中學校並不會教這門課程,APR一般都用在digital或者whole chip,APR並不像Fully custom layout那樣需要手工畫,80%幾乎都在下指令,只有一些比較需要特殊情況時才需要動手畫線或者修一些error
就我所知,Fully custom layout絕大部份並不會太熟悉APR,而熟APR的只懂得基本的Fully custom layout,兩者所要考量的情況並不太相同,會有兩者兼具的實屬少數,在我所認識的朋友當中,還沒有兩者精通的
) k* C2 }/ N; z+ E( LFully custom layout需要注意每一個device的畫法和擺放位置,而APR則較注重整體timing和digital function
, Z2 `/ E$ w5 v
$ H4 x! Q; `2 K至於standard cell和gate arry就較難區分
0 j4 Q" Z7 N5 ]或者應該說standard cell和gate array並不是一般ic design house會自行開發的,通常會作到standard cell和gate arrary都是提供design service或者像TSMC,UMC之類的公司才會作到的部份
: ?9 [9 p0 U6 ~1 t& y8 A一般來說,ic design house都是直接向TSMC/UMC之類的向他們索取standard cell及gate array
而standard cell和gate array都是用Fully custome layout手工畫出來的,然後建成類似P cell形式
製過過程有點煩雜,只要TSMC/UMC有開發新的製程,他們就需要開發新的standard cell和gate array

至於問到I/O PAD
. y1 ~) K  h1 O一般來說,I/O PAD都是製程廠提供的standard cell裡面就有附了,當然,還有一種情況是ic design house需要special I/O PAD,如此一來ic design house就需要自行畫一個符合standard cell rule的I/O PAD,而有關於I/O PAD的rule在製程廠所提供的電性規格書上都會有其相關rule,只要照著上面rule來畫就可以了
5 n0 [0 V/ ?- e% {6 m另外,在作special I/O PAD時,需要特別考量ESD問題,因為整個chip若都是用standard I/O PAD,只有使用一個自行開發的special I/O PAD,那依照ESD的關點來看,若沒有照製程廠的rule來作的話,通常special I/O PAD絕大部份都會有ESD問題

君婷

你好
6 a, i- X6 e4 t3 i9 B9 r聽副版主如此的說明，小妹想請教一下對於digital layout ，使用的tools並非用analog的tools嗎?
  T7 c! I+ C% e( z0 D" T) e8 ^. O$ H如FPGA...
) W, Z3 ]4 H' B; _因為我也修過FPGA使用VHDL來設計IC的課程，但這是只要會寫程式就好，電路圖 佈局都幫你作好了 及電路合成。
0 j0 D( p, n& [* ^digital layout有用到FPGA嗎?或是所使用的軟體工具有什麼? 另外學digital  layout 好像比analog輕鬆耶?
麻煩你一下囉^^

finster

嗯~該如何說呢
工程師有分類比和數位兩大類
2 U0 ^% S- o: y其中類比工程師使用的tool絕大部份是SPICE,在layout方面較為直接關連的則是Fully custom layout
! e% X. C- k) @' i8 a/ f$ s而數位工程師則是使用Verilog
- }  Z% \; t/ |7 C4 r1 m其中類比和數位有一個很大的不同是數位除了在用Verilog(VHDL)模擬function和timing外,還可以使用FPGA來作實體的模擬,至於FPGA是什麼東西,解釋起來有點麻煩,它算是一種實體的gate array,數位工程師在用Verilog(VHDL)寫好code之後,驗證都沒有問題後,在作whole chip的APR之前,通常會先作FPGA驗證,也就是將Verilog(VHDL) code實際用FPGA來驗證,看看其function和timing有沒有問題
5 k6 a7 S3 h- o0 [& B所以,FPGA和layout工程師完全沒有任何關連,FPGA純粹是數位工程師要會使用的眾多tools其中之一

再來要說明一點的是
Fully custom layout和類比工程師有很密切的關連,因為類比工程師在作完pre-sim之後,是交給layout來完成電路layout,然後layout工程師在作完LVS,DRC,ERC,抽R-C之後,交給類比工師作post-sim,都沒有問題後,也許會直接tape-out,又或者交給APR作whole chip整合
% `$ G2 u0 x0 \而數位工程師則和APR有很密切關連,因為數位工程師在用Verilog(VHDL)驗證完自己的code後,然後作合成,再來則是交給APR作whole chip layout
+ G5 H8 \/ `4 z6 M1 p" V' e( [, {所以,類比和數位兩者在使用layout資源上是有所區別的
/ N: E0 `) ]: N故而一般的layout工程師也大都分成 Fully custom layout和操作APR的layout 工程師,不過,一般都是總稱layout工程師,只有在細問下才會區分是什麼種類的layout
8 g7 z7 R! \5 B# V! N
  X  g4 A7 J) J! y. l最後,Fully custom layout和APR基本上都是使用同一種tools
/ Q, o0 S, t/ p. c# c* m: C$ M8 e' J只不過,Fully custom layout需要用手工來畫電路元件,而APR則是將數位工程師寫好的code利用tool來作的whole chip layout
/ ^6 O' K7 i0 Y. x9 C9 p% f用簡單一點的說法
4 M& N, Z$ F8 b* O9 h8 {4 K! j, tFully custom layout要用手工方式將類比電路畫出來,所以需要很多layout技巧及方法,通常這些都需要經驗,而且要花不少時間
+ T% |, }4 e9 Q; JAPR,幾乎都和數位工程師有關,本身並不太需要有電路的觀念,同時只需要一些最基本的layout技巧,操作APR幾乎都是背指令,背流程,重點在操作APR tool,不過,在作APR的過程中,時常需要一些如何使APR繞線時間縮短的經驗
學校通常只教Fully custom layout,至於APR方面,就我所知學校方面絕少有這方面的課程,而且APR只是要會操作tool,所以學校方面甚少花心思在這
9 ?9 d& K6 P+ _- d; Q2 |1 \
6 I; P3 ]! v0 H' d4 G4 ^大體而言,Fully custom layout需要有一定的layout背景才比較容易上手,而APR就比較不會去計較有沒有layout觀念
至於Fully custom layout和APR那一種比較輕鬆,我覺得是見人見智
2 h! [( A  j( e6 R0 |# b( B& @7 H不過,就我自己的觀察,Fully custom layout雖然要花不少時間,不過,它是畫過一次之後就沒有較多的後續問題與tool操作
而APR若是沒有一些小技巧的話,時常要來來回回作同一個動作好幾次才能夠完成,如此一來所花的時間就比Fully custom layout來的長

君婷

謝囉!
) f1 `$ b% u. F3 Z7 m大略了解數位與layout關係較不大 ，另外可請問一下tape-out是指什麼?曾聽說稱為 光罩設計完成。
但仍不清楚 解釋及中文翻譯其名稱為何，而vlsi概論也沒寫@@
% D& C( p& |# N4 C! Qlayout工程師不是只是作到進行stream out轉出GDSII檔及verification report 後交由晶圓廠不就完成工作了嗎?

jianping

Tape-out是指IC設計公司整個案子確定結束，要送出去開始作光罩，那∼∼∼那時間點我們就稱為TAPEOUT，那時也是整個團對最開心的日子，有的人甚至會在TAPEOUT前一個星期開始吃素，呵∼∼∼
TAPEOUT翻譯是什？？其實我也不知，但我建議您∼不要什都翻譯，有些字詞翻譯後∼人家反而聽不懂你在說什。
LAYOUT工程師在TAPEOUT後是不是就結束了，其實也不一定，也許你們公司還會要你看光罩（JDV）Check your MASK，甚至IC出來有問題，需要作FIB等等，你是不是完成工作，應該是取決於你會多少東西，IC出來要打ＥＳＤ∼∼不是每次打都會過的，如果不過∼∼∼那這方面LAYOUT可能要檢查一下並提出一下自己意見，因為貴公司可能會把IC拿去作分析，你可以到宜特公司網站看看∼∼你就知道有很多東西可以玩的。
" y9 R: o$ t# p. e' P/ U5 S6 `也許∼∼∼貴公司有時需要『參考』一下其他家的IC，那你就要會看照片，也就是逆向工程∼∼∼你的工作是不是結束了，應該是取決於你知道多少，多知道一點∼∼你就會多累一點，公司也會多一點工作給你，你的休息時間也少一點∼∼  ^_^

君婷

哈哈原來只是將case結束到送去光罩這動作 如此稱呼，但是談到專業名詞 ，若有天有機會進入工作學習，而帶你的前輩都用專業名詞英文來帶你時，我怎查英文名詞的解釋? 我知道不該去記中文翻譯 因為每個人可能翻的不同，但要知這英文名詞 是指什麼 作什麼? 問過老師 居然說沒得查@@
請問大大你們的經驗 是如何處理地  請說說唄><

jianping

我的經驗喔∼∼∼一開始新生是到公司當啞巴跟耳聾，因為他們說啥我都聽不懂也回不了話，再來就是當啞巴但不是耳聾，因為我聽的懂他們講的英文專業名詞是什意思，但我回不了話講不出口，最後到現在的我不是啞巴也不是耳聾，並且我在公司講的話中∼∼如不插入一兩句英文，好像顯不出我專業的樣子，哈∼∼你說我虛偽嘛？？？那我告訴你∼∼∼園區工程師都是這樣的。
所以∼∼∼不用怕，先進公司操一下∼∼大概一兩年你的話中也會三不五時插入一兩去英文，不然你會覺得你好像在講火星話∼∼人家都聽不懂，唯有英文專業名詞人家才聽的懂啦！！

jinwar

小的Digital APR 可用Cadence的Enconter http://www.cadence.com/products/ ... ncounter/index.aspx
* _9 ?) Y- ?1 }6 \1 e' vMillion Gates以上可用Magma的Blast http://www.magma-da.com/c/@PQXsfbl.ZSAao/Pages/blastfusion.html
但synthesis 做最好的還是 Synopsys 的 DC http://www.synopsys.com/products/logic/design_compiler.html , 如果要Best-in-class timing, area, and power QoR, 選它準沒錯.
% v+ V) f! X) a" c# v! ]STA和DFT, PrimeTime http://www.synopsys.com/products/analysis/ptsi_ds.html 和 Tetramax http://www.synopsys.com/products/test/tetramax_ds.html也是首選.
" I! S: i, R4 ^* q% ~$ u
2 S* ]* M7 a/ D( `不知學Candence的Virtuoso(含Assura)和以上的APR tools, 那個要花多點時間?

1 U+ T7 V( J/ M; s  h8 G/ c[ 本帖最後由 jinwar 於 2007-6-22 01:56 AM 編輯 ]

ianme

cell的部份不見得是Fab廠提供的，只是泰半單位沒這能力自己搞出來所以就直接用。有些比較有能力的單位就會自己做，其實也不用太多人，反正那也只是做做苦工，只消一個學期找個班級分派一下，每人弄個一個，很快就會有整組的東西可以用。

& [" ^* G/ C- H& M3 x  ?Full-custom指的應該是依照需求完全量身訂做的，從無到有。類比電路才比較需要這種方式，類比要做系統不好做，但是不表示類比就沒有用途。真的IC Design個人認為這才算是。這上面要探討的問題是很多很多的，思考需要非常慎密，國外的類比工程師是做一輩子的，我老師說過，一個好的類比工程師需要培養至少十年。類比需要的是實力還有不斷的try error得到的經驗才會慢慢有所成長，絕非tool玩玩就可以搞定。也因此比較難學，可是相對來說待遇也比較好。不過付出的心血不是旁人可以想像的。

; u; Q+ d4 c! Z4 f' }Semi的話指的是利用現有的半成品，也就是眾多公司推出的PLA、PAL或是FPGA、CPLD來去完成你想要的電路，在這上面的話因為數位電路比較沒有實現上的難度，所以這邊數位電路較多。數位電路著重在timing issue，只要不要有meta的話其實怎麼設計都不會沒有功能，當然這是指比較低頻與一般類型的，在這邊的tool發展眾多，這好像不太需要什麼時間精通吧?基本上就是照表操課，難是難在裡面要設計什麼電路，也就是System Level，或是比如比較偏向計算機的問題方面的東西，過程根本沒什麼難度可言。基本上資料非常完整，只要照做就會有東西出來。也就是說"取代性高"。
) x! Z: C0 A* S9 A; q, i. L
! m4 [( Z, e* T- S8 F' ~6 s類比電路也是有類似可規劃的元件，只是應用上很少很少，所以這兩者是以實現方式來區分，並非以數位類比來區分!

, c. n8 s& r& F君婷，雖然發問是好事，可是問多了代表沒有思考，也沒有自己動手去找，你問的問題我覺得有這空間可以自己得到，討論歸討論，還是要一步步去規劃自己去磨練自我才能達到目標。如果妳要走類比，那光在這邊問是不夠的，還是要回歸到學校裡面回歸到理論基礎面，再配合長期的實作，才會有所成長，如果是數位要熟析tool操作的流程，還有要著重在系統層次還有state machine跟timing issue上。像你學長姊那樣我不認為很好，Analog跟RF沒有個數十年學的到很精深?我個人學analog兩年多，我覺得我還淺淺的在這邊摸過，世界之大之博大精深，豈是短短的數載寒暑可以得窺?全世界不知道有多少高手有多少能人異士在這邊努力，人家都職業的，吃飽沒事幹就開始想要如何才能更好。在這領域打滾心態就要正確，是超越自我不斷追求極限，接近完美；不是與人相較，比看看誰比較好，換個角度看就是比誰比較爛。很可惜設計產品就是有跟沒有，差一點點水準都不夠。比較的角度要朝向自我，明年的今天妳能比今年多多少能力與結果，這才是重要的。做一做就跳然後自以為學到東西這種心態頗要不得，這也是台灣類比還差人家外國差的遠的原因。國外老字號的公司的人，那可是用一輩子來研發的，我們三五年就想要幹掉人家那是談何容易。

2 A  U( d! X0 |$ m[ 本帖最後由 ianme 於 2007-6-22 11:40 PM 編輯 ]

ianme

承先啟後，經典的東西何必再改?搞名詞那沒什麼意義，不變的真理還是要腳踏實地。這樣的名詞也突顯了IC Design的進步與血淚。

amanda_2008

哇，大家懂得好多哦！！！！！！
                                                                              
看来自己真的要多学习，进到一个圈子里，如果连圈子里的东西都了解的不全，
                           
) m' c) l, l' n8 A& o4 l( B% C也真说不过去！

shmiyi

其實TAPE-OUT 是指 設計者 交付給製程工程師的一項作業 , LAYOUT佈局不只是要驗證過而已
製程方面也有製程上的限制 ,當這個CHIP有問題的時候 , 也會迴流 ,
3 s  J, H7 z/ z" e) {$ TI/O PAD 是不用畫居多 , 反而是旁邊連著ESD元件要多多注意了
APR現今都用在數位部份 , APR有獨立的專業軟體 可以繞出整塊方形的數位電路
至於要用多少數位電路 還是要看design , 只有一點點還是要用手劃

yhchang

現在想要開公司難度越來越高
如果是下.35um製程
下線一次全部的光罩費用也要兩三百萬
5 ^3 T3 K6 G/ I2 A6 F9 g就算你資本有一千萬  扣除人事成本  也只能給你玩兩次
: I( I  n* B3 {* x9 X
如果是更先進的製程
比如99奈米 那就更貴了
- c( C, N; X& V' ~TAPEOUT一次就是兩三千萬不見了
所以開公司之前要先想清楚  有沒有辦法冒這樣的風險
' I% `8 A8 J% _公司的人才素質有沒有辦法讓CHIP一次就成功

; }& s8 [3 W6 W! Z0 J更重要的是  就算IC WORK也得要有客戶要
能量產才可以開始賺錢
9 y1 w+ _! v6 z! g& j, u公司不一定能撐到那個時候