指导教师 何素东 赵俊霞 摘 要 针对目前集成电路产业的蓬勃发展，继而介绍了数字集成电路芯片从理论到产品实现的过程。本设计针对其产业链环节中的后端设计流程，介绍了包括布图规划、布局规划、时钟树综合以及绕线的基本设计流程。对于绕线阶段中，会用到公司的Calibre工具进行设计规则检查（DRC），由于calibre工具所读取的oas文件只含有gds版图信息，无法修理DRC问题。而由Synopsys开发的ICC2工具，能够读取包含丰富物理信息的def文件，可以方便修理DRC问题。本设计依靠TCL脚本为核心，以数据结构的处理方式，完成对ICC2以及Calibre文件格式的处理。经过多次实验，本次实验达到设计目的，使后端设计工程师在解决设计规则检查时事半功倍。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景 1
1.2课题研究项目的来源 1
第二章 基于7nm工艺的数字后端设计的方法及其原理 3
2.1 7nm的工艺及其挑战 3
2.2数字后端流程 3
2.2.1文件准备阶段 3
2.2.2布图规划 4
2.2.3布局规划 5
2.2.4时钟树综合 6
2.2.5绕线 7
2.3 物理规则检查 7
2.4 静态时序分析 8
2.5本章小结 9
第三章 TCL脚本语言与后端设计的联系与应用 10
3.1Tcl的后端应用 10
3.2EDA工具之间的联系与矛盾 10
3.2.1ICC2工具 10
3.2.2 Calibre工具 11
3.2.3联系与矛盾 11
3.3 Tcl脚本的编写 11
3.3.1编写设计思路 11
3.3.2脚本实现 12
3.4本章小结 14
第四章 实验结果及其分析 15
4.1 calibre短路报告的实验验证 15
4.2 ICC2中calibre报告的可视化 16
4.3实验结果  *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: *351916072* 
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4.4实验验证ICC修复DRC的优势 18
4.5脚本编写问题 19
4.6 DRC问题 20
4.7本章小结 20
第五章 总结与展望 21
5.1全文总结 21
5.2展望 21
致 谢 23
参考文献 24
附录 26
附录A 设计脚本 26
附录B 芯片剖面图 28
第一章 绪论
1.1课题研究背景
基于中国走上独立自主的强国之路，国家的信息技术产业蓬勃发展了起来。目前所处的时代正是信息技术时代，而作为信息时代的代表之一——数字芯片的设计与生产，又起到了尤为关键的作用。而在芯片全球化的背景之下，中国一定得要掌握到一部分芯片领域的核心技术，才做做到成为一个真正不受制于他国的，独立自主的技术强国。
自从2014年6月，国务院印发《国家集成电路产业发展推进纲要》之后，得到大力扶持的集成电路产业进入了高速发展的模式，涌现了一大批拥有先进技术的名族企业。但是，集成电路产业中芯片制造仍然存在着许多严峻的挑战，不单是体现在芯片的技术创新能力薄弱，更加体现在芯片制造业融资困难，工艺技术落后与发展要求与市场需求脱节等等问题上，产业发展水平与发达国家的差距依然巨大，对于最新的集成电路芯片依然需要进口，据统计，2017年的进口额就从2007年的1295亿美元提升到2601亿美元。更为严峻的问题是国家的军工产业以及信息产业所需的集成电路产品也难以满足，难以对国家信息形成有力的保障，更是对中国独立自足发展道路的一大挑战。
自从70多年前物理学家沃尔特•布拉顿在实验室中发现了一个直有牙签长度的半导体放大器即点接触式晶体管之后，随之而来的是一场席卷全球的信息革命。基于晶体管数量，从1960出现仅有10100个元件的小规模集成电路到目前动辄数亿的晶体管的巨大规模集成电路，集体管的数量翻了亿倍，性能与晶体管数量成正比，与数量相反的是集成电路芯片的面积，比拇指盖小的芯片也大有之。七十多年的发展使集成电路芯片与人民的生活息息相关。
目前，基于集成电路芯片的应用十分广泛，可以说是生活中处处可见了，小到一个手表，一个收音机都存在有数千万晶体管组成的集成电路，大到目前计算机中有数十亿个晶体管所组成的图形处理模块。所以，不管是从国家利益面前还是社会贡献方面，集成电路产业都向世人展现出他蓬勃发展的一面。
1.2课题研究项目的来源
作为号称“立锥之地布千军”的半导体芯片，其整个芯片的完成从IC设计到晶圆制造，到芯片的封装与测试，再到面向市场的过程，集结了全球数家顶尖企业，其环环相扣的产业链，强如美国也无法垄断与控制全部产业链。
本课题是基于AMD公司的一颗7nm高性能图形处理芯片，在后端设计流程中面临不同EDA工具所报出的设计规则检查（Design Rule Check，简称DRC）的报告格式不同的问题，运用TCL后端脚本去进行修改的实验课题。
第二章 基于7nm工艺的数字后端设计的方法及其原理
2.1 7nm的工艺及其挑战
随着世界最先进的半导体芯片工艺达到了7nm这一个节点，对于芯片的设计对于整个芯片的流程中起到的作用也越来越明显。芯片的设计流程主要从完成客户需求为目的，到尤前端进行代码的实现即由硬件描述语言进行编写，接着把综合形成的网表文件给到数字后端进行设计，完成对网表的物理实现，最总形成一版满足功能、时序、功耗要求的物理版图文件（GDS版图），再交由台积电（TSMC）等代工厂完成流片，形成最终的集成电路芯片。
本项目采用的正是TSMC的7nm工艺，纳米级的数字越小越先进，也说明了金属连线的线宽变小了，意味着功耗更低，发热量更小，时钟频率也越高，对于工艺的要求也就更加严苛，传统浸入式的光刻系统并不能满足20nm以下的工艺，业内开始采用双重图形工艺来满足工艺要求。同时也促进了EDA软件公司对于EDA工具进行了版本的提升来应对越来越难以满足的时序、功耗、面积的需求。而后端过程中的分析就是基于实际参数的数据评估，同样也是基于时序、功耗、面积等主要性能的进行预测评估，这三个主要性能一定是此消彼长，相互制约的关系，而对于这三个性能进行合理化分配并且能满足芯片需求就是后端工程师最为重要的任务。

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