如何用Calibre給版圖加Metal fill/dummy呢？

背景知識(shí)：

Metal fill - DRC/DFM

Layout中對(duì)metal/poly/AA和via等有density的要求（window based max density和min density還有其他）。這其中有DRC的部分，也有DFM的部分，前者是必須要滿足的，否則在你將GDS交付給Foundary之后也是會(huì)被打回來(lái)的。而后者是出于良率的考量，對(duì)于非商用芯片而言不是很重要，甚至也不用做Check。但是對(duì)于商用芯片而言，為了減少?gòu)U片/降低成本，一般都會(huì)在PR階段做一些優(yōu)化以及檢查。

為了滿足這些要求，一般都會(huì)在Layout里面添加Dummy/metal fill甚至是Track based metal fill。

對(duì)Timing的影響

在28nm以及之前的工藝中，Dummy metal對(duì)Timing的影響不是很大，因此一般在PR工具中做完布局布線之后導(dǎo)出GDS，然后進(jìn)行Layout merge，然后用Calibre對(duì)Layout添加Dummy即可。此時(shí)不考慮Dummy對(duì)Timing的影響重新抽RC進(jìn)行STA也是可以的。當(dāng)然Star RC也提供了相應(yīng)的解決方案，可以考慮Dummy metal來(lái)抽取RC，保險(xiǎn)起見(jiàn)也可以用這種方法來(lái)抽RC重新進(jìn)行STA對(duì)Timing進(jìn)行Signoff。

在28nm之后的工藝甚至先進(jìn)工藝?yán)锩?，用這種方法來(lái)添加Dummy就不是特別合適了，因?yàn)樗鼈儗?duì)Timing的影響蠻大的，很多時(shí)候需要做Timing aware的Dummy insertion?，F(xiàn)在的ICC/ICC2可以調(diào)用ICV做In-design的metal fill insertion，可以enable timing aware，也可以disable。

這里分享一下用Calibre基于layout merge之后的GDS來(lái)添加Dummy(包括metal, via, poly, AA等)的流程。

步驟：

在自己的版圖通過(guò)了DRC和LVS之后，在Tape out之前，需要依次進(jìn)行以下操作：

加Seal Ring，檢查DRC，當(dāng)只剩下AA（有源區(qū)）間距、密度這種錯(cuò)誤后，做第二步（AA間距問(wèn)題后邊可以通過(guò)加AA的Dummy來(lái)解決，同理，密度問(wèn)題也是）；

用腳本加Dummy，檢查DRC、LVS。

如果是數(shù)字版圖，需要將版圖進(jìn)行合并（Merge），并導(dǎo)出完整的GDS版圖，最好將GDS的Cell名和GDS名字一樣。打開(kāi)該版圖，在上面加入border層，且border層的左下角為（0,0），右上角與版圖重合，因?yàn)楹筮吋覦ummy就是在該區(qū)域內(nèi)部加的。將該GDS文件與下面所述的dfm文件放到一個(gè)目錄內(nèi)，并在該目錄下運(yùn)行以下命令：

calibre -drc -hier xxx.dfm

從Foundry官網(wǎng)上下載Calibre加Dummy的dfm文件，如下圖所示，進(jìn)行修改，根據(jù)所用工藝層次決定插入那些層次的Dummy。

例如，SMIC 40 nm 1P 8M 2TM工藝，用到的層次如下：

M1 M2 M3 M4 M5 M6 TM1 TM2

V1 V2 V3 V4 V5 TV1 TV2

文件中沒(méi)有出現(xiàn)的層次說(shuō)明不用加Dummy，例如（TV1和TV2）；且設(shè)計(jì)中沒(méi)有用到的層次都設(shè)置為NO，例如M7 M8 V6 V7 MTT2

另外一處要修改的地方如右圖所示，primary后邊填寫(xiě)導(dǎo)出版圖top cell的名字，path是gds的名字。

運(yùn)行該命令后便會(huì)在該目錄內(nèi)部生成兩個(gè)文件，其中一個(gè)是dummy的GDS文件。

新建一個(gè)庫(kù)，導(dǎo)入之前導(dǎo)出的gds版圖以及dummy的版圖

選中頂層Cell進(jìn)行Copy，然后用instance的方式將dummy加入其中，不要用新建Cell，然后將頂層Cell和dummy都用instance的方式進(jìn)行例化，因?yàn)檫@樣的話進(jìn)行LVS，會(huì)發(fā)現(xiàn)軟件根本不識(shí)別里面在PAD上打的標(biāo)簽，不認(rèn)為它們是port，會(huì)出現(xiàn)很多LVS錯(cuò)誤。

同樣，也不能將某些SRAM進(jìn)行flatten，這樣會(huì)平白無(wú)故多出來(lái)很多port，同樣會(huì)出現(xiàn)很多LVS錯(cuò)誤。

選中那個(gè)dummy的instance，點(diǎn)擊q，修改屬性，將原點(diǎn)坐標(biāo)均改為（0,0）

得到下圖所示，對(duì)于規(guī)模很大的Layout，不要顯示全部層次，否則會(huì)很卡，甚至軟件會(huì)崩潰，直接用這種狀態(tài)做DRC，LVS即可。

對(duì)于上面這些復(fù)雜的操作，其實(shí)我們都可以用Makefile和Calibredrv來(lái)完成，且非常方便、簡(jiǎn)單。

審核編輯：劉清