摘要:技术状态管理以实现芯片产品全方位管理为宗旨,是技术状态管控的系统化、文件化的活动。集成电路项目管理人员运用技术状态管理在集成电路产品中的有效应用,不仅可以提高芯片标准化质量,同时还有助于完善产品标准化建设,补充生产数据资料、把控生产周期、降低生产成本,提高集成电路产品的可靠性、稳定性。
关键词:技术状态管理;集成电路产品应用;Calibre文档管理
引言
随着集成电路作为技术发展的基础,愈来愈受到国家的重视。近年来,随着国内人工智能、5G通信、云计算、物联网等前沿应用领域成长迅速,我国集成电路市场需求快速攀升。与此同时对于需求日益旺盛的集成电路制造而言,最关键的点在于客户的设计版图正确复刻至mask(掩模板)上,所以相关的电路图和版图检查技术文档管理显得尤为重要。
1技术状态项的选取及控制
技术状态项是指在集成电路技术状态管理过程中,能作为单个实体且可以单独管理其功能特性的硬件、软件以及集合体。在对技术状态进行选择时,应遵循以下几个方面:第一,重要性。对于影响产品性能、质量以及整体性能的重要元器件,要将其列为重要元素;第二,核心工艺所需材料。制造工艺是影响元器件功能的核心因素之一,而工艺又包含材料、参数、设备以及环境因素等,其中材料导致工艺变化的主因。基于此,可以将这种引起工艺变化的原材料归为技术状态项;
2技术状态基线
技术状态的管控当中,需要明确技术状态项在各个阶段的技术状态文件中的名称、标识号、状态项内容及相应主体,其中技术状态文件必须随产品寿命周期各个阶段予以递进,并随研制逐步深化而不断完备。各技术状态文件都需有表示,且标识号必须具有唯一性,同时各技术文件均需按相应程序进行签署。针对科研生产研制的不同过程,需分别编制可以反映其某一特定状态所确定下来的技术状态文件。技术状态基线是在科研生产过程中的特定时期,由研制单位与用户方共同认定,并作为今后相关活动开展基准的技术状态文件。在研制生产过程中应建立三种基线,即:功能基线、分配基线和产品基线。随着科研生产过程研制的递进,上述三种基线需渐进描述产品与其技术状态项,并为其后的研制开发提供过程依据。基线如何予以确立需取决于科研生产中技术状态文件应形成编制审核的时机,取决于技术状态文件何时被需求方确定作为科研生产单位的相关输入。在基线形成之前,研制单位还应编制技术状态基线所需的文件管控清单目录,并且功能基线与分配基线的主要使用要求需与产品的技术方案协调一致,而产品基线应同该项目的技术管控文件要求及产品定型(或鉴定)其他要求保持一致。
3.技术状态简介以及管理。
Calibre是 Mentor Graphis 公司开发的后端物理验证软件工具,其中包含了DRC,LVS等解决集成电路设计中的物理验证问题。得益于它的平坦化和层次化,大大有效的缩短了之前所需验证的过程。目前已经被业界普遍认证,作为tape out之前的验证标准。其中DRC(Design Rule Check)是用来检查版图设计和工艺规则的一致性。其中基本的规则包括各层(包括AA,POLY,CT,Metal)的宽度,相同层次之间的间距以及不同层次之间的间距,包含关系等等。在特殊的设计需求下,设计规则允许部分的弹性,但是设计人员需要评估违背规则对电路的影响。LVS(Layout Versus Schematic)是指编辑好的版图通过设计规则检查后,可能还存在部分错误,这些错误时与电路图不一致导致,而不是违反了设计规则。由于设计版图中少连了一根金属线都会对整个芯片来说都是致命打击,所以LVS检查必不可少。由于DRC,LVS,这些技术文档一直会随着生产工艺参数变化而升版,所以如何定期维护显得格外重要。
为此,一种专业的OTF在线申请和管理系统应运而生。
在将客户的IP地址加入白名单之后,便可以通过系统自动生成OTF客户登录系统的账号,客户可以自行登录网页下载所需平台技术文档,待签核后便可以下载。其中OTF管理的技术文档内容范围包括:
a.PDK/Runset 数据Spice Model(模型)、Mini Array等数据
b.LDR(逻辑电路设计规则)、ESD(静电击穿问题)、ESD Guideline、Layer Mapping等文书
c.Dummy Deck(虚拟电路填塞)GDS Sample(客户电路数据模板)
同时为了更好管理技术文档不会将错误的提供给客户,下载签核流程为:
申请人发起申请-->申请人科长签核-->数据所属人--> 数据所属人科长-->设计支持科科长-->执行上传-->Double Check -->表单归档。其中若表单中含有多种数据,将以会签的形式进行签核,在所有数据所属人及其科长签核完成后才会执行上传。
4技术状态控制
技术状态控制涉及以下内容:编制管理程序;验证并落实经过审核的技术状态管理文件;对技术状态更改以及许可进行调整,具体控制过程以及附加特性,详见表1所示。通常情况下,根据更改内容不同,技术状态更改可以分为一类更改、二类更改以及三类更改。其中,一类更改是指更改产品六性在相关技术文件限制外;二类更该是不属于功能基线以及分配基线的范畴内,对产品性能的影响不大;而三类更改则是对让步、修正以及译印等做出更加明确的要求。对于集成电路产品来说,技术状态更改应严格遵守“满足技术要求、完善产品性能、全面论证分析、反复论证、审批完善、监管到位”等原则,不断提升集成电路产品的经济效益。
表一技术状态控制(附加特性)
6技术状态审核
该活动作为产品质量的控制手段,科研生产单位应将该活动形成文件化的程序,并按其规定进行该活动,以确定产品是否符合设计输入要求并与产品技术状态信息一致。该活动通常有两类:功能审核。是指确认功能技术状态文件和分配技术状态文件所规定特性是否满足设计输入所进行的查,其应在设计定型前进行。物理审核。是指确认技术状态文件中规定的物理特性是否满足设计输入所进行的检查,应在完成功能审核之后,或与功能审核同时进行。物理审核是为确定技术状态项的产品基线而进行的审核,每一个技术状态项都应开展功能和物理审核。功能技术状态审核内容包括:a.产品特性与文件的相符性;b.文件与设计输入的符合性。物理技术状态审核内容包括:a.审核各技术状态项的产品规范、工艺规范、材料规范及工程图样等技术文件;b.审核技术状态项的所有记录,确认按正式生产工艺制造的技术状态项的技术状态准确地反映了所发放的技术状态文件规定;c.设计文件、工艺文件与研制阶段产品的符合性、一致性;d.确认技术状态项的偏离、不合格是在批准的偏离许可、让步范围内。
结语
使用OTO等管理系统来管理技术文档能助于完善并及时发现芯片产品设计漏洞,及时补充生产数据资料、把控芯片生产周期、降低生产成本,提高集成电路产品的可靠性、稳定性。对实现中国集成电路产业的跨越式发展必将起到重要的引导和推动作用。
参考文献
[1]张小达,冯铁惠,吴永亮.技术状态管理研究[J].航天标准化,2015(4):5-9.
[2]张丽华,孙跃生.浅议技术状态管理实施[J].机械管理开发,2016(4):158.