罗风 · 2021年04月13日

STA | SSGNP, FFGNP

人类的一大技能是给万物取名儿,更激进一点的还会定义『主义』,少数人给出这些虚的实的名号,多数人就像着了魔似的想要在这人造的名称中寻找根源、真理跟意义,如半导体圈儿奉为圭臬的『摩尔定律』。

PVT Corner 的名称亦如此,如果抛开这些名称去看,其实只是做了两件事儿:

  • 接近真实,剔除悲观度;
  • 为了接近真实精化仿真模型;

『剔除悲观度』是数字实现领域从EDA 到design house 到Foundry 一直在做的事儿,手段无非是『模型精化』。回到今日主题,PVT corner 名字演进的背后,同样是『模型精华』,从ss 到ssg 无非是将local variation 这部分效应在仿真时做了剥离,从固定到随机,通过其他方式予以补偿,从ssg 到ssgnp 无非是对『随机性』进一步回归—— ssgnp 中的NP 表示NMOS, PMOS cancelation —— 老驴将其概括为『祸不双降』。

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PVT Variation 仿真模型随着工艺进步一直被微调,从ss 到ssg 到ssgnp 就是把Global variation 跟local variation 排列组合,要么一起门特卡洛,要么分开门特卡洛,此处概括为两种方式:

  • Global corner with local Monte Carlo: 假设片子上所有管子都朝同一个方向偏,所有管子都有相同的Gloabl variation 和local variation, 这就是ss, ff corner 所用的方法,工艺偏差本就是个随机事件,过度保守地应对随机性,必定导致过于悲观的结果。
  • Full Monte Carlo: <有驴友笑称门特卡洛是口缸,啥都可以往里装>, ssg 跟ffg corner 用的就是这种仿真模型,此处所谓的Full = Global Monte Carlo + Local Monte Carlo, 其中Global 就是之前多次提到的Global variation, 此处又一次『不无悲观』的假设所有管子都有相同的Global variation; 但进步之处是,local variation 不再被固定,而是用『伪随机值』,即AOCV, SOCV/POCV 来拟合。ssgnp 跟ffgnp 在此基础上又进了一步,回归NMOS 管跟PMOS 管偏差的随机性,即所谓的NMOS, PMOS cancelation。

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上面这张丑图的左侧,大致表示了SS, SSG, SSGNP 跟FF, FFG, FFGNP 的相对关系,假设在相同工艺下对相同cell 分别用三种模型做了仿真,则cell delay 的关系为:SSGNP < SSG < SS, FFGNP > FFG > FF. 上面这张丑图的右侧表示了SSG, SSGNP 跟FFG, FFGNP, Global variation 的值,由于『相互抵消作用』,SSGNP-GV < SSG-GV, FFGNP-GV < FFG-GV.

看到没看到没,其实叫什么都只是一个叫法,比如SS 也可以叫做MM<慢慢>, FF 也可以叫做KK<快快>,重要的是背后的仿真模型在如何进化,其实所有的进化都是为了更精确的拟合,都是为了复杂问题简单化,如果有朝一日,算力足以支撑SSTA, 那Global variation 也就可以回归随机性了——整个剔除悲观度的过程,就是动用一切力量攫取最大的利益,完全符合人类劳作的初衷!

作者:陌上风骑驴
来源:https://mp.weixin.qq.com/s/eJ8fYRJBR1E9XbfH95OUOg
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