物理验证签核:foundry deck 才是唯一裁判(E3)
数据交接见 S6 物理验证到 GDS,GDS/OASIS 格式见 F1;本篇讲 Calibre(Siemens EDA)/Assura(Cadence)的物理验证工具与 foundry deck 操作。设计侧概念见 DRC/LVS 物理验证;模拟版图的特殊流程是 F2。
一、为什么必须用晶圆厂认证的规则包
P&R 工具内置的 DRC 只是布线期的近似预检,不能用于签核。真正决定「这版 GDS 能不能拿去做掩模」的,是晶圆厂随 PDK 发放、与其制造产线和良率数据绑定的 rule deck:
- 每条间距/宽度/包围规则都来自该工艺节点的真实光刻与良率能力,且不断更新版本;
- deck 通常加密发行(Calibre SVRF rule file),还会带 foundry 认可的 waiver 机制;
- 用错 deck 版本,即使工具报绿也不被接受——deck 版本是签核基线四元组的一部分(F10)。
这也是物理验证与逻辑/时序签核最大的不同:裁判规则不是你定的,是 foundry 定的。

二、DRC:几何、密度与天线
DRC(Design Rule Check)检查版图多边形是否满足制造几何约束,常见族:
| 族 | 检查 | 违例后果 |
|---|---|---|
| 间距/宽度/包围 | space/width/enclosure、同层与异层 | 良率/短路开路 |
| 密度(density) | 各金属层填充比例上下限 | CMP 抛光不平→厚度起伏 |
| 天线(ANT/antenna) | 制造中连到栅的金属面积比 | 等离子刻蚀电荷损伤栅氧 |
| 多重曝光/先进节点 | LELE/SADP、coloring、pinch/bridge | 7nm 以下额外拓扑约束 |
- 密度不达标靠 metal fill(dummy fill)补,填充要避免在敏感信号/模拟节点旁引入寄生失配;
- 天线违例靠跳线(用高金属层「跳」一段减小连栅面积)、加天线二极管(antenna diode)修,见 ESD/IO 防护;
- DRC 结果按 rule 名分类计数,先攻数量大/致命的(short/bridge),再清密度类。
三、LVS:版图和原理图到底是不是同一个电路
LVS(Layout Versus Schematic)从 GDS 抽取器件与连接,生成版图网表,与源(综合/P&R 后)网表做拓扑比对:
- 抽取(extraction):按器件识别层认出 MOS/电阻/电容及端口,合并连通区;
- 网表比较:器件类型/尺寸、连接关系、电源地一一对应;
- 报 mismatch:短路/开路(short/open)、器件参数不符(W/L 错)、缺件/多件、悬空 net、软连接(衬底/阱接触缺失)。
LVS 是布尔级的对错,不存在「差一点也行」:一个未正确连接的电源衬底触点(latch-up 风险,见 ESD)就是硬伤。常见根因是文字标签(text label)没放到导体上、端口层缺失、P&R 网表与 GDS 不同源(又一次版本基线问题)。
LVS clean 后,抽取还可产出含寄生的网表/R-C 网,供后仿真(PEX,数字侧即 SPEF 的模拟对应物)。
四、ERC 与其他检查
ERC(Electrical Rule Check)查几何 DRC 看不出的电气问题:栅浮空、阱/衬底偏置缺失、latch-up 防护、非法器件连接;先进节点还有 DFM/推荐规则(recommended rule,非强制但影响良率)、双图案 coloring 校验等。这些通常与 DRC 在同一 deck 里分阶段跑。
五、运行与 waiver 纪律
典型 Calibre 流程:layout GDS/OASIS + rule deck + runset(层映射/选项)→ drc/lvs/erc → ASCII/SVF/数据库结果 → RVE 反标到版图定位。
| 纪律 | 说明 |
|---|---|
| deck 版本锁定 | 与该工艺/批次签核手册一致,记录在基线(F10) |
| 分层增量 vs 全芯片 | 迭代期可跑 block/分层,最终必须 full-chip + 顶层 stitch 全量 |
| waiver | 仅 foundry deck 认可、带 rule 名/位置/原因/owner/版本,重跑后自动失效重审 |
| 不能 waive 的 | LVS mismatch、致命 DRC(short/开路)、ANT 硬伤原则上零豁免 |
| 结果可复现 | 固定工具版本/deck/runset/输入 GDS checksum,归档日志 |
违例回到 P&R 修:DRC 多为布线间距/填充/跳线问题,在 Innovus/ICC2 局部修后重出 GDS,再重跑物理验证——任何改版图都可能动寄生,要回到 E5 收口 重提 SPEF、重签受影响时序(X3 作废链)。
相关与延伸
总结
物理验证的唯一裁判是晶圆厂随 PDK 认证发放、版本受基线锁定的 rule deck,P&R 内置 DRC 只能当布线期预检:DRC 清几何间距/密度(用 metal fill)/天线(跳线或天线二极管)和先进节点多重曝光,LVS 从 GDS 抽取版图网表与源网表做器件与连接的布尔比对——short/open、参数不符、衬底悬空都是零容忍硬伤,ERC 再补栅浮空/阱偏置/latch-up 等几何看不出的电气问题;迭代可分层跑但最终必须 full-chip stitch,waiver 只认 foundry deck、带位置原因 owner 并随版本失效,违例回 P&R 修后要重出 GDS、重提 SPEF、重签受影响时序,而 LVS mismatch 与致命 DRC 没有「差一点也行」。