隨著片上系統（SoC）設計領域的不斷發展，設計的復雜性與芯片技術的持續進步緊密交織，共同推動著電子設備未來的發展。

為滿足自動駕駛和5G網絡等先進應用對芯片的高要求，半導體晶圓廠紛紛采用復雜的層疊技術和多重光刻等技術，在越來越多的掩膜上實現更多晶體管的布局。這些大型SoC設計的開發過程在多個階段都面臨著挑戰，尤其是在版圖物理驗證這一關鍵階段，由于先進工藝節點（7納米、5納米、3納米等）以及掩模數量的增加使得這一挑戰尤為突出。這一驗證步驟是芯片設計至關重要的里程碑，是芯片流片路上最重要的環節之一。

版圖與原理圖一致性檢查（Layout-versus-Schematic，LVS）是SoC（系統級芯片）開發流程中的關鍵環節，其核心是確保芯片上的邏輯表示與物理實現相吻合。但隨著SoC設計日趨復雜和芯片技術的不斷進步，曾經被認為簡單的LVS如今面臨著重大挑戰。

在審視LVS在芯片開發中作用的變化時，我們將打破一個常規的誤解：即認為LVS僅是芯片開發過程中的一項固定步驟。相反，我們將探討新興LVS工具如何沖破傳統流程的限制，帶來創新的方法論。

應對物理驗證挑戰

現代SoC的開發涉及到多個方面，設計團隊需利用各種工具和方法來應對愈加復雜的設計、更短的設計周期和更多的驗證要求。借助LVS按時完成物理驗證可以有效防止計劃延誤，避免上市時間延長，從而保障芯片的市場競爭力。

為了將物理驗證提前至設計流程的早期階段，有必要在SoC布線前的多個不同階段進行驗證。一旦SoC的主體部分組裝完畢，LVS檢查就可以與全芯片裝配工作并行啟動。現代LVS工具需能夠最初在宏觀/IP/模塊層面上運行，并迅速評估整個芯片設計的狀態，提供有價值且可操作的反饋，使開發者能夠及時解決問題。

▲加速SoC物理驗證簽核

在大規模電路設計的背景下，LVS流程耗時數十小時甚至數日都是常有的情況。根據設計的清晰度，通常涉及到多次迭代，包括調試錯誤、糾正設計以及重復進行LVS的過程。鑒于現代電路設計的復雜性，即使對于經驗豐富的開發者來說，管理這一反復的過程也證明是充滿挑戰且耗時的。

在芯片項目的最后階段，執行LVS、調試以及迭代的復雜性往往是導致進度延誤的主要原因。當LVS首次在整合了所有設計組件的布局上運行時，這一挑戰會變得更加嚴峻，因為這一階段可能會揭露之前合并過程中未曾顯現的眾多新問題。這些問題可能包括IP的挑戰、接口引腳對齊錯誤、頂層短路、集成錯誤等等。

創新型全芯片LVS檢查工具：加速驗證流程，提升設計效率

面對這些挑戰，新思科技推出了搭載Explorer LVS技術的創新型新思科技IC Validator。這款現代LVS工具可以在早期完整芯片LVS運行中快速識別問題的根本原因，為更高效、更可靠的驗證流程鋪平道路，從而支持數十億個晶體管的超大型芯片設計。

LVS可以在設計和驗證周期的任何階段使用，但效益最大化的時機是在完成全芯片集成后立即運行它，這時通常可以檢查出最意想不到的問題。在第一階段，工具啟動基于文本的短路檢測并剔除等效單元。第二階段進行連通性不匹配和開/短路檢測。此外，它還會標定等效單元以便提取，并進行黑盒測試對比。在最后階段，將進行全面的LVS檢查，提取所有層次和數據，執行全方位對比分析。

開發者可以利用摘要報告來評估全芯片設計的整體質量，確保設計已經準備好簽核，且所有錯誤已被排除。如果在簽核之前出現臨時更新，Explorer LVS能夠確保設計的完整性不受影響。與傳統工具相比，這個工具能幫助客戶以多達30倍速度加快運行，減少多達30倍內存用量。

▲Explorer LVS的實際性能表現

用現代化LVS工具，更早更自信地流片

隨著芯片技術的不斷進步和對更高性能電子設備的不懈追求，理解LVS不斷演變的角色，并將其盡可能地向設計流程的前端移動，已成為設計團隊的首要任務。盡早對全芯片進行LVS檢查，快速自動地定位根本原因，不僅能縮短產品上市時間，還能為創新留出更多空間。借助現代化的LVS工具，SoC開發者能夠在確信已經識別并解決了所有LVS問題的情況下，更早地自信地完成流片。

審核編輯：劉清