Design House(设计企业),通常是指专注于集成电路(IC)设计的公司,与晶圆厂(Fab)形成互补关系。它负责芯片的功能设计与验证,将最终设计成果交付晶圆厂进行制造。设计企业不直接参与生产,而是通过EDA(电子设计自动化)工具、算法优化和设计规则约束,实现高效的芯片研发。
可以将Design House理解为“芯片建筑师”,而Fab是“芯片施工队”。建筑师设计房屋建筑结构,施工队按图施工。同样,Design House规划芯片的逻辑与物理设计,Fab则负责将这些设计“变成现实”。
功能设计:就像设计一栋楼的每个房间功能一样,Design House负责规划芯片的每个模块。例如:CPU的运算逻辑、内存的存储机制、I/O接口等。
逻辑与物理实现:逻辑设计确保芯片能按预期执行任务;物理设计则关注芯片内部的电路布局,确保电性能和制造可行性。这类似于建筑的“平面图”和“施工图”。
可制造性设计(DFM):Design House必须确保设计满足Fab的制造规则(DRC)。如果设计不符合规则,晶圆厂可能没办法成功制造,导致成本和时间的浪费。
验证与测试:在交付晶圆厂之前,Design House会通过模拟和测试,验证芯片的功能和性能,避免流片失败。
Design House与Fab的合作是半导体行业的基础。可以将二者的关系类比为“厨师与厨房”:
厨师有必要了解厨房的设备和限制,否则可能设计出没办法完成的菜谱。同样,Design House一定要了解Fab的工艺能力和设计规则,确保设计可制造。
灵活性:Design House能专注于创新设计,而不需要承担晶圆制造的高成本。
市场驱动力:通过快速响应市场需求,开发特定领域(如AI、物联网)的定制芯片。
高设计门槛:随着制程技术的缩小(如5nm、3nm),芯片设计变得更复杂,需要极高的技术水平。
设计与制造的协同:必须与Fab紧密合作,尤其是先进工艺节点,需要对制作的完整过程有深入了解。
Chiplet设计:将多个小芯片模块化,组合成一个完整系统,这种办法能够降低复杂性,提高良率。
异构整合:结合逻辑、存储和模拟电路在单一封装中,这对Design House提出了更高的设计能力要求。
总结来说,Design House是半导体产业链中不可或缺的一环,它用精巧的设计赋予芯片生命。Design House永远存在,成为连接需求与制造的桥梁。