晶元設計工程師們，你們覺得代工廠提供SPICE Model有用嗎？

01-15

本人有幸做過一段時間的SPICE Model，具體是哪家就不說了，看到身邊的Modeling工程師們總是很辛苦的測試數據、提取參數、撰寫文檔，但是卻很少有人了解Model的使用者，也就是IC Designer們是如何使用Model，對Model有哪些需求，Model在整個IC Design的Flow中起到何種作用。
所以想請各位專業人士談談自己的實際經驗或想法：
1. 數字/模擬 IC的設計者有多大程度上依靠模擬結果來判斷設計好壞？

2. 是否遇到過因為模擬模型不準、不合理而導致的產品重大問題？
3. 很多模型其實與Silicon相去甚遠，只是依照一些Spec湊出來的半成品，IC designer是否了解？了解後還覺得這些模擬有意義嗎？

作為一條模擬老狗，我能說離開model我們就活不了嗎？ model不準，我們會很生氣好嗎？ tsmc比csmc什麼的好一萬倍，不是因為台灣csv聲甜貌美，而是他家model准好嗎？

本人從事數字晶元研發。Model很重要，非常重要。晶體管、以及由晶體管構成標準單元是構成數字電子的基石。如果基石的model有問題，那麼是沒有辦法來保證晶元流片成功的。下面逐個回答下所提的三個問題。

1. 數字/模擬 IC的設計者有多大程度上依靠模擬結果來判斷設計好壞？

數字IC設計中，邏輯功能一般都沒有不會有太大的問題，除非design和verification階段有沒有排除的bug。就邏輯功能來說，model一般也不會有問題，正常的話，模擬即可發現design和verification的功能點是否存在問題。但是在timing和power分析階段，就要關注model是否真實反映了器件的物理特性。通常，大部分數字IC在流片時使用的都是晶圓廠成熟的工藝，也就是說標準單元的model經過了千錘百鍊般的驗證和測試，一般是不會出問題的，所以得出的結論就是：通常，在項目調研數字IC晶元設計工程師是不會關注model的，或者說關注程度很低。當然，這個前提是，在項目預研階段，設計者會清楚地了解各家晶圓廠以及vendor提供的library model的物理特性，然後選出一個適合自己項目的library。

以上講的只是，通常大部分商業晶元對model的關注程度。那麼特例呢？如果是針對新工藝節點的晶元研發呢，那設計者在設計中肯定要關注和熟悉model的物理特性的，但是不會關注這個model是怎麼得到的。還有比較特殊的情況是，如果晶元的工作條件超出了model所規定的範圍，通常設計者會研究下model，並考慮如何對model進行擴展、外延、插值之類的工作，確保所留裕度能夠保證晶元在model規定範圍之外也能正常工作。

2. 是否遇到過因為模擬模型不準、不合理而導致的產品重大問題？

本人一直在高校做晶元研發，相比工業界的產品，所研發過的晶元規模和複雜度都很小，而且都採用的是很成熟的工藝，暫時沒有遇到過因為模型不準而導致流片失敗的問題。曾經用過某晶圓廠免費的工藝庫，片子出來後，各種漏電，晶元工作時好時壞，這個也不能說是模型的問題。拋磚引玉，希望能看到廣大工業界前輩的經驗之談。

3. 很多模型其實與Silicon相去甚遠，只是依照一些Spec湊出來的半成品，IC designer是否了解？了解後還覺得這些模擬有意義嗎？

有這樣的庫model嗎？這樣的model敢賣給晶圓廠嗎？這樣的model晶圓廠敢給客戶用嗎？如果model不準的話，那肯定就沒有什麼使用意義了。IC designer在預研階段會評估庫的，庫是否成熟也是一個考慮因素。

對Model的精確程度要求是越高越好。但是我覺得IC Designer最重要的能力是考慮PVT Variation對性能的影響。應對可能model不準的方法，比較一般的就增加一些裕量，如果高明一點設計一個feedback loop，把variation調整回來。

就模擬領域來說：

1 模擬電路設計完全就是依賴模擬的，沒有這些模擬model根本寸步難行。

模擬領域要考慮的影響因素實在是太多了，完全依靠人工設計複雜度高得不可接受。而且一旦漏了一個非理想效應沒有估計整個電路就徹底完蛋。

所以不管是出於效率還是準確度都得依賴於模擬工具。

2 有，而且不少。

我現在在的這家公司之前就遇到過模擬時很正常，結果流片後完全不工作。花了很長時間才發現原來是工藝庫和模擬器不適用於這麼高的頻段，模擬誤差極大。後來找cadence換了合適的模擬器才能正常工作。

3 其實吧，電路工程師才不管你的model是怎麼來的，能用就好。

完全無視原理直接擬合的模型反而會更好用——因為近似得更好啊。設計電路的時候人家關心的是模擬的結果是否和實際電路的結果一致，只要結果一致（或者足夠接近）就有意義。

首先spice的modle是分很多等級的，也就是用多項式無線的逼近silicon的真實特性，從5級到50級，一條公式會被放大成兩版紙。所以提取參數是一件很辛苦也很嚴謹的事。

modle是模擬的靈魂，沒有接近silicon的modle，方針就是在浪費時間和資源。但現實中不是每一個foundry都有能力製作出準確的modle的，所以什麼抄襲，改數據什麼的亂七八糟的方法也會被那些能力嚴重不足的foundry使用。畢竟modle在release之後是可以改的，一個月改幾次modle也不是沒見過的。tapeout之前改modle，那又是怎樣的體驗。所以說晶元設計是一件高風險的行業，呵呵。

作為一個曾被某芯國際的工藝庫的model坑到的人來回答。

前段時間做工藝評估模擬，得到的數據曲線居然和官方給的工藝庫文檔給的數據嚴重對不上...長時間的盤查發現用的model是舊的有問題的，換了新的官方修正過的model就好了，因此浪費了一個半個月的時間一直在做各種工藝評估.....

model的準確性很重要，一個項目的開始，一般都是先做工藝評估，看看拿到的model模型與官方測試出來的數據是不是對應，不對應的話，根本沒法繼續下去。通過工藝評估模擬得到的數據和官方給的數據去評估這套工藝能不能滿足晶元的工作速度，設計方案等等，model的準確性更不言而喻。還有T廠給的model真的好，官方手冊寫的詳細規範。

弱問一句，難道沒有用嗎？搞電路難道不看model還看什麼？不是反問，是真心問一下。我這種初學者只知道看model模擬。。。

作為一名曾經的Modeling工程師和目前的Modeling EDA工具開發人員，看了各位的回復很欣喜。感覺自己的工作是非常有意義的。

您好,LZ,請問下國內有您知道的能提供spice model的外包服務的嗎?謝謝!

請教個問題關於model，我們實驗室現在做低電壓設計，近閾值0.6V。模擬時直接採用代工廠提供的模型（1.1V），這種做法有問題嗎？

Spice模型對模擬設計的重要性不需多說，對數字設計現在也是很關鍵。

傳統數字工程師只關注模型庫和時序，但低功耗設計對Spice模型非常依賴，可靠性等也嚴重依賴該模型。由於模型的問題存在，S2S工作在很多大廠非常常見。