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字，看懂芯片设计，了解芯片行业！

一颗芯片从无到有，从有需求到最终应用，经历的是一个漫长的过程，作为人类科技巅峰之一的芯片，凝聚了人们的智慧，而芯片产业链也是极其复杂的，在此，我大致把它归为四个部分（市场需求--芯片设计--芯片制造--测试封装），然后再一一的做详细介绍。市场需求这个无需多讲，目前芯片应用已经渗透到我们生活的方方面面，早晨上班骑的共享单车，到公司刷的IC卡，工作时偷偷地打游戏，手机卡了还要换更快的手机，可以说IC的市场需求一直都在。

（注：以下图片部分来自网络，侵删）

芯片设计芯片设计又可以分为两部分，芯片前端设计和芯片后端设计，整体流程如下图：

芯片前端设计

前端设计也就是从输入需求到输出网表的过程：主要分为以下五个步骤：

RTL设计

验证

静态时序分析

覆盖率

ASIC逻辑综合

时序分析和验证时出现的错误可能需要反复重做前面几步才能解决，是一个多次迭代优化的过程。下面我来仔细介绍一下这五个步骤。1、RTL设计在设计之前我们先要确定芯片的工艺，比如是选择TSMC还是SMIC，是7nm，还是5nm，而工艺的选择也是受很多因素的制约（如下图），而芯片工艺的选择，就是对这些因素的权衡。IC设计的第一步就是制定Spec，这个步骤就像是在设计建筑前，要先画好图纸一样，在确定好所有的功能之后在进行设计，这样才不用再花额外的时间进行后续修改。IC设计也需要经过类似的步骤，才能确保设计出来的芯片不会有任何差错。由文档来写RTL而用RTL实现的各种功能模块，来组成一个实现具体功能的IP，SOC芯片最终由SOCintegration工程师把各个IP集成到一起。

IP又分为模拟IP和数字IP，大概可以做如下的分类：

在芯片功能设计完备后，我们还要做可测性设计DFT（DesignForTest）。关于DFT的具体介绍，请直达以下两个传送门：芯片设计中，DFT岗位是什么体验？RTL设计最后要做的就是代码的设计规则检查。通过lint,Spyglass等工具，针对电路进行设计规则检查，包括代码编写风格，DFT，命名规则和电路综合相关规则等。、验证验证是保证芯片功能正确性和完整性最重要的一环。验证的工作量也是占整个芯片开发周期的50%-70%，相应的，验证工程师与设计工程师的数量大概在-3:1。从验证的层次可以分位：模块级验证，子系统级验证和系统级验证。从验证的途径可以分为：模拟（simulation），仿真和形式验证（formalitycheck）。3、静态时序分析（STA）静态时序分析是套用特定的时序模型（timingmodel）,针对特定电路，分析其是否违反designer给定的时序限制（timingconstraint）。目前主流的STA工具是synopsys的PrimeTime。时序分析流程图静态时序分析的作用：1）、确定芯片最高工作频率通过时序分析可以控制工程的综合、映射、布局布线等环节，减少延迟，从而尽可能提高工作频率。）、检查时序约束是否满足可以通过时序分析来查看目标模块是否满足约束，如不满足，可以定位到不满足约束的部分，并给出具体原因，进一步修改程序直至满足要求。3）、分析时钟质量时钟存在抖动、偏移、占空比失真等不可避免的缺陷。通过时序分析可以验证其对目标模块的影响。4、覆盖率覆盖率作为一种判断验证充分性的手段，已成为验证工作的主导。从目标上，可以把覆盖率分为两类：代码覆盖率作用：检查代码是否冗余，设计要点是否遍历完全。检查对象：RTL代码功能覆盖率作用：检查功能是否遍历检查对象：自定义的container在设计完成时，要进行代码覆盖率充分性的sign-off,对于覆盖率未达到%的情况，要给出合理的解释，保证不影响芯片的工能。5、ASIC综合逻辑综合的结果就是把设计实现的RTL代码翻译成门级网表（netlist）的过程。在做综合时要设定约束条件，如电路面积、时序要求等目标参数。工具：synopsys的Design