即使飚升的設計和制造成本也無法阻擋半導體制造向90nm以及更先進工藝進軍的步伐，伴隨著這一進程的不斷加快，可制造性設計(DFM)成為目前為熱門的話題之一。在DFM問題上，業界的對策層出不窮，而許多新興公司也在不斷涌現。不過被寄予厚望的仍然是擁有大量制造經驗的晶圓代工企業。業界專家建議，IC設計師應該加強同晶圓代工企業的合作。

兩家全球的晶圓代工企業已經做出了表率：繼去年6月臺積電(TSMC)在DAC大會上宣布提供分別名為Yield Plus 的免費DFM工具組和Yield Pro的DFM收費服務之后，臺聯電(UMC)也于近期宣布將針對發展90nm SoC芯片的客戶推出完整的DFM以及良率化服務。

早在三年前，TSMC就已經開始留意和收集與DFM相關的技術信息。“在對可能的投入和獲得的收益進行分析比較之后，我們認為在130nm時代，業界還不需要這樣的技術。”TSMC設計服務行銷處設計自動化及服務行銷專案副處長吳國雄表示，“但是當半導體制造進入到90nm時代，設計師就必須在開始設計的時候對每個電路的良率有所警覺。”

橫亙在生產和設計之間的鴻溝一直都是半導體產業普遍存在的問題。1.0微米時代，技術人員引入了“設計規則”的概念，隨著技術的發展，為了盡可能地利用每一家代工企業的制造能力，開始出現定制化的設計規則。但這依然無法解決時序(Timing)問題，SPICE模型隨之出現。

F1: TSMC提供的Yield Pro DFM收費服務

設計規則和SPICE模型可以看作是晶圓代工企業為了提高良率而向設計師提供的優化信息。工程師同樣可以從這個角度來看待DFM。“這不是什么新現象。”吳國雄指出，“物理電路和布圖設計之間的差異一直以來都存在。如果真的說有什么不同，那就是以前你根本無需理會的問題在日趨先進的工藝下變得越來越嚴重了。比如在0.25微米時代，一個部位少堆疊100個原子對電氣特性影響甚微，但是90nm工藝下，可能這個部位只有1000個原子的厚度，高達10%的物理尺寸誤差對電氣特性的影響將是巨大的。”

“從90nm工藝開始，DFM將會和設計規則、SPICE模型一起成為半導體技術的一部分，代工廠不交付這些信息，設計師將無法完成芯片設計工作。”他說。

但是僅讓設計師知曉這一點還遠遠不夠，他們必須盡快獲得讓DFM化的方法。在整個產業鏈上，擁有大量制造經驗的代工廠無疑有發言權。作為全球的晶圓代工企業，TSMC責無旁貸，吳國雄表示，其所屬的這家業界頭號廠商擁有多的一手現場數據。

但是如果只是擁有這些數據，并不意味著萬事大吉，TSMC的目標是在獲得這些數據后能夠將其“轉換”成設計師可以識別的語言。吳國雄承認，為了得到經過DFM優化的修正方案，一定要有一個工具能把這些數據同設計合并在一起，但他也表示，TSMC僅提供基本工具，至于所需的EDA軟件，仍然欠奉。“我們只提供DFM方案和所需數據，它是一個指導性的原則。我們會告訴你去做什么，而不會制定用什么(工具)去做。”他說。

不過，設計師們無需擔心，包括Cadence和Synopsys在內的主要EDA工具供應商都已經同TSMC進行了合作。如今，這些企業已經能在EDA軟件中提供一個接口，使相關數據能夠順利導入到設計流程中去。

這種模式帶來的好處顯而易見，它能幫助將相關流程對設計師的工作影響降至。“有了工具的支持，DFM優化就嵌在了設計流程當中。”吳國雄解釋說，“對設計工程師來說，這些額外的工作對其設計流程來說幾乎沒有任何影響。你能感覺到的就是得到的GDSII文件可能會有一些不同。”這對在EDA工具上已經花費太多的公司來說無疑是個福音――它將能幫助他們保護投資。

盡管已經將DFM和設計規則、SPICE模型擺在了同等重要的位置，但吳國雄同時也強調，與后兩者相比，DFM還是不同的――至少在短期內仍是如此。“與設計規則相比，早給出的DFM方案還只是一些建議。它告訴你在設計規則之外，還可以進行一些調整。比如設計規則中規定線距必須不能小于多少，而DFM則會建議你為了提高良率，在有冗余的地方可以將線距拉開一點，但如果不這么做的話也不會有致命的影響。”

引入DFM服務將使TSMC和無晶圓廠一起更接近于一家集設計和制造于一身的半導體制造商(IDM)，因為這家傳統的晶圓代工企業同時也提供收費的DFM服務。但吳國雄似乎不太贊同這一點。此前一些專家曾公開指出在90nm及以下更先進的工藝中，IDM比純晶圓代工企業具有優勢，因為他們能更快將生產中積累的經驗用于設計。針對這個說法，他表示：“IDM企業中同樣也存在分工，而且他們生產中積累并與設計部門分享的經驗不見得就是我們所看到的。”

“這是一種誤解。”吳國雄繼續說道，“IDM的優勢在于其商業模式，其贏利來源于整個公司的綜合狀況，并非專注于某一設計或制造等流程。在DFM方面，TSMC與客戶合作，不僅在設計和制造上與IDM一樣，并且更為專注和專業。”

DFM是無晶圓設計企業的一根救命稻草嗎？如果抱有這樣的想法，答案可能是令人失望的。“許多人一談到‘起作用’，就馬上跳到‘是’或‘否’的問題上。這其實陷入了一個誤區。”他告誡說，“千萬不要把DFM當成一個天大的事情。即使你采用了這種方案，也只是有邏輯上受益的可能性。”

他強調：“我們在小心的求證，并很小心的把這種方案交給設計師。對于新興的DFM技術來說，目前還處在一個市場教育的階段。我想要說得是，這是一個趨勢，大家都應該關注它，這非常重要。”

作者：王彥