集成電路反向設計解析

姚森寶 滕謀艷 陳 璐

（深圳創維半導體設計中心有限公司，廣東 深圳 518108）

1 反向設計流程

反向設計流程見圖1所示，主要就是把待分析芯片轉換成電路圖和版圖的過程。

1.1 芯片解剖拍照

我們所看到的照片圖形是氧化層刻蝕形成的軌跡。每個物理層看到的圖形就是芯片通過解剖、染色、去層后得到逆向設計所需的圖形信息，然后用光學顯微鏡攝取芯片圖形信息再進行拼接對準。國內外有多家能夠提供完整解剖和電路提取的反向設計服務的公司。圖2所示就是某反向設計服務公司將芯片解剖拍照后的數據。

圖1

圖2

1.2 芯片網表提取

因為反向設計是一種自底向上的設計方法，所以芯片網表數據的提取質量顯得尤其重要，初始數據的正確率直接影響電路整理、分析、物理驗證。為了得到高準確率的網表，一般會安排兩組工程師分別獨立對網表數據進行提取。在兩組工程師完成網表提取后分別進行電學規則檢查以提高正確率，最后再進行網表對比驗證（SVS）。圖3為已經提取完成的部分芯片網表。

1.3 芯片電路分析整理

將通過驗證的網表通過EDIF、VERILOG、SPICE等格式導入EDA設計工具進行電路圖的分析整理。圖3左邊為網表通過EDIF格式導入，我們得到的是一個平層的網表數據，電路整理是把平層的電路進行層次化整理，形成一個電路的層次化結構，以便理解設計者的思路與技巧。圖3右邊所示為經過整理的電路圖。

圖3

圖4

1.4 芯片電路仿真

根據新的工藝調整電路器件參數，將已經層次化的電路圖，通過仿真工具例如Hspice、Spectre、Hsim等EDA工具對電路模塊功能進行仿真驗證。

1.5 芯片版圖繪制

根據新的工藝文件繪制通過功能仿真驗證的電路版圖，使用Dracula、Assura、Calibre（圖 5）等軟件進行 DRC、LVS、ERC 驗證。

圖5

1.6 系統后仿真

完成版圖總體布局布線后，用EDA工具進行寄生參數提取把提取的網表進行仿真驗證，并將結果與前仿真結果做對比。對影響電路性能的寄生參數進行電路或者版圖的調整。最后優化版圖及數據TAPEOUT。

2 總結

本文淺析了集成電路反向設計流程，從實例中列舉說明反向設計流程，介紹每一個步驟主要的實現方法。不少人認為集成電路反向設計已經嚴重影響微電子產業的發展，其實不然，不同工藝的設計規則要使其兼容需要花大量的時間修改。反向并不只意味著抄襲，在原有的電路結構上理解分析以及優化后最終實現相同的或更優的功能電路。

［1］于鵬，杜嬌，游濤，謝學軍.集成電路反向工程知識產權問題探析[J].中國集成電路，2010（11）.