什么是PDK？它有何作用？

大家都知道，芯片設計和生產是一個非常復雜的過程。光一臺生產芯片的***就包含了約10萬個零部件。這也是為什么在多年以前，單純的芯片設計公司都非常少，因為并不是每一家芯片設計公司都能有一個芯片制造廠。直到類似TSMC這類的芯片代工廠的出現，純芯片設計公司（Fabless）才變得更多。

芯片設計與工藝是密不可分的，所以芯片在設計的過程中需要按照芯片使用的材料以及加工的工藝等來設計。那么PDK 發揮了很重要的作用。那么什么是PDK呢？

PDK就是Process Design Kit（工藝設計工具包或者工藝設計套件）的一個簡稱。這個概念在幾十年前就引入了半導體行業。一般，PDK主要是由芯片晶圓的制造廠來制作產生。PDK是芯片設計公司、芯片制造廠以及EDA工具廠溝通的橋梁。

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典型的 PDK 包含了原始的器件庫、物理規則驗證檢查文件、技術文件、規則文件、器件模型，等等。具體如下：

原始的器件庫

符號（Symbol）

設備參數

參數化單元（Pcell）（Parameterized Cell，參數化單元）

物理規則驗證檢查文件

設計規則檢查

布局與原理圖

物理參數（RC）提取

技術文件

層、層名稱、層/用途對

顏色、填充和顯示屬性

工藝限制

電氣規則

在線設計規則

材料參數

設計規則文件和指南

庫交換格式（LEF）

工具相關規則格式

原始器件的仿真模型（通常是SPICE）

晶體管

電容

電阻

電感

設計規則手冊

流程要求

PDK 還可能包括來自foundry廠、庫供應商或內部的標準單元庫

抽象布局數據的LEF格式

符號(Symbol)

庫 (.lib) 文件

GDSII布局數據

芯片設計工程師使用PDK進行設計、仿真、繪制和驗證設計，然后將設計好的文件再發送給芯片foundry廠生產芯片。PDK中包含了foundry廠特定工藝節點的所有規范，比如TSMC或者Intel的就不一樣。所以芯片設計工程師在設計過程的早期就需要做好選擇。準確的PDK將增加芯片流片一版成功的機率。大家都知道每增加一次流片，成本都會大大增加，尤其是大芯片，每一次流片都是千萬或者上億級別的。