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什么是IC corner ?

时间:2025-09-24 16:40来源:FreyaW 半导体ATE测试 作者:ictest8_edit 点击:

 

    "为确保实际制造出的芯片与设计功能一致,芯片正式流片前,Design 团队必须向代工厂“签字画押”:“只要工艺在以下边界内,我设计的芯片一定工作.” 这张“保证书”就是Sign-Off Corner. Sign-Off Corner 将晶圆制造,电压,温度,互连线,片上波动等所有不确定性打包成一套“极端环境”,以尽力确保实际制造出来的芯片与设计仿真结果一致。进而减少芯片迭代,提升ROI。"

作为ATE 测试工程师,在NPI 的CQS 阶段(Pre Release to Mass Production)我们需要对Corner Wafer 进行character 测试,以确保大批量量产时良率稳定。(良率不随Fab 制造的工艺参数变化而变化)。

Summary IC Sign off Corner 相关知识点如下


Sign-off Corner 的“四大家族”

公式一句话记住:
Sign-off Corner = Process Corner + VT Corner + RC Corner + OCV

1. Process Corner(晶体管“快慢”角


来源:晶圆之间、批次之间掺杂、氧化层厚度、沟道长度等全局偏差。
 
五兄弟
– TT:典型 NMOS + 典型 PMOS(Nominal)
– SS:慢 NMOS + 慢 PMOS(最慢)
– FF:快 NMOS + 快 PMOS(最快)
– SF / FS:一慢一快,称“skew”角,用于发现奇怪路径。

对芯片影响: Reference:idc-online.com
高温下 SS corner 延时增(迁移率降 T^{-3/2}),可能增 20%+;

低温下(<-50°C),延时增因阈值效应。 

电压:高压 FF 减延时(饱和电流增),但增动态功耗 (P=CV^2f)。

延时/功耗:FF 减延时,提升 AI 计算速度;SS增延时,但降低功耗。整体:影响时序裕度,忽略导致性能不稳。

2. VT Corner(电压-温度角)

V 角:代工厂给出电压窗口,例如 0.72 V ~ 0.88 V。
– 高压:晶体管快,setup 容易过,hold 难过;
– 低压:晶体管慢,setup 难过,hold 容易过。

T 角:-40 °C ~ 125 °C。
– 低温: mobility ↑,速度 ↑;
– 高温: leakage ↑,速度 ↓。

对芯片影响:Reference:chu.berkeley.edu
高温减Vth(每°C降~1mV),减延时但增漏电功耗(静态P = V I_off 增);低温增Vth,增延时。 

电压:低压下HVT增延时(开关慢);高压下LVT增功耗。 

延时/功耗:LVT 减延时15%(高速 AI 核心),但静态功耗增;HVT 节能但延时紧。体效应加剧电压变异影响。

3. RC Corner(互联线“走线”角)
角名 含义 对延迟影响 使用场景
Cbest (Cmin) 电容最小,电阻最大 短线最快 hold 分析
Cworst (Cmax) 电容最大,电阻最小 短线最慢 setup 分析
RCbest (RCmin) RC 乘积最小 长线最快 hold 分析
RCworst (RCmax) RC 乘积最大 长线最慢 setup 分析
先进工艺还要叠加上下两层mask偏差(DPT),出现Cworst_CCworst、RCbest_CCbest等 8 种组合,确保线间距变化带来的耦合电容波动也被包住。
 
对芯片影响:Reference:idc-online.com

高温减 Vt(每°C 降 ~1mV),减延时但增漏电功耗(静态 P = V I_off 增);
低温增 Vt, 增延时。 
低压下 HVT 增延时(开关慢);
高压 LVT 增功耗。 延时/功耗:
LVT 减延时 15%(高速 AI 核心),但静态功耗增;
HVT 节能但延时紧。体效应加剧电压变异影响。

4. OCV(On-Chip Variation,片上波动)
 
同样一颗芯片,左上角和右下角的晶体管不可能一模一样,OCV用“deate”系数把这部分局部偏差量化:

路径级:数据路径变慢 × derate,时钟路径变快 × derate,形成最悲观差值。

先进模式:POCV(Parametric OCV)用统计学 σ 值,3 σ 可覆盖 99.7 % 芯片。

对芯片影响:Reference:Synopsys.com

局部热点(高温)增延时不确定性;低温加剧随机变异。 

电压:IR掉落导致局部电压变,增 OCV 影响(如延时 ±10%)。 

延时/功耗:Derate 增时序裕度(setup 延时 +%,hold -%),减过设计但若过度,可能增功耗。高级 OCV 改善 slack 32%,提升性能。

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