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【IC】反向分析中的技术难点

发布时间:2015.12.03 北京市查看:1974 评论:0

[postbg]1.jpg[/postbg]反向分析中的技术难点





芯片前处理技术
芯片前处理环节需要具备芯片制造工艺、分析化学、显微分析以及数字图像处理等多个学科领域的知识,并将这些知识加以综合利用。
首先,在集成电路制造基础知识方面,芯片解剖与芯片制造的过程刚好相反,因此深入了解集成电路制造工艺是完成芯片解剖的基础。芯片解剖是去除封装并逐层进行管芯解剖的过程,随着集成电路工艺的发展,集成电路中的器件、互连线和介电层等各方面都呈现多样化趋势,工程师必须不断学习各种新工艺并研究相应的芯片解剖方法。
其次,芯片解剖是在掌握芯片制造工艺技术的基础上,采用化学分析和等离子刻蚀技术的手段逐层剥离管芯的过程。因此仅仅具备集成电路制造工艺知识是不够的,还需要分析化学和等离子刻蚀技术知识。
最后,建立芯片图像数据库时,需要利用光学显微镜和电子显微镜完成图像采集、并利用图像处理技术完成图像拼接和对准等一系列操作,最后再进行图像数据库创建,在此过程中需要建立各种显微分析和图像处理的能力。为了提高大规模图像采集的效率,需要对显微镜进行自动化采集的技术改造,以提高其拍照效率。采集得到的图像需要进行同层图像拼接和异层图像对准,需要使用专门的图像处理软件。并且为了提高大规模图像处理能力,还需要研发各种图像模式识别算法来提高图像处理的速度和精度。
另外,芯片前处理中需要使用很多高性能设备,包括开盖机、等离子刻蚀机、化学机械抛光机、光学显微镜和扫描电子显微镜等。这些设备的购买费用和维护费用非常高,对于绝大部分具有反向分析需求的集成电路设计企业来说,建立独立的芯片前处理能力和设备环境显然是不现实的,需要由专业的反向分析服务公司来建设芯片前处理实验室并提供相应服务。
反向EDA技术
反向EDA软件是反向分析项目成功实施的重要保障。随着芯片的特征尺寸不断缩小、设计规模和金属层数不断增加,反向分析的难度变得越来越大,反向分析技术对反向EDA软件的依赖度也越来越高。
反向EDA技术是一个跨领域的、系统化的软件工程,其研发需要克服诸多技术难点,这主要体现在如下几个方面:
(1) 涉及多个领域,要求较高的技术能力。反向EDA软件需要综合运用软件工程、数据库、图像处理和集成电路设计等多领域的技术,其研发难度比普通软件要高得多。
(2) 需要大量软件模块来覆盖反向分析全流程。反向分析全流程包含芯片图像处理、网表提取、电路整理分析和版图设计等环节,因此要覆盖反向分析全流程,需要研发网表提取、码点提取、电路图编辑、电路图整理、版图编辑和版图验证等大量软件模块。
(3) 需要研发大量的自动算法。为了适应大规模芯片反向分析项目的需要,需要研发大量自动算法来提升反向分析效率,这些算法包括图像拼接和对准、单元自动搜索、线网自动搜索、码点自动识别、通孔自动搜索和电路图同构匹配等。
(4) 需要与正向EDA软件完全兼容。反向EDA软件需要通过一系列工业标准数据格式与正向EDA软件实现兼容。网表和电路图通常兼容Verilog、VHDL、EDIF、SPICE和Workview等标准格式,而版图则需要兼容GDSII和CIF等标准格式。
反向分析方法学
         反向分析的流程复杂,在不同的设计环节需要不同的EDA软件辅助设计。反向分析技术涉及面较广,包括芯片制造工艺、化学分析、各种设备使用和维护、软件工程、电路和版图设计技术等领域。
反向分析过程中必须高效地管理芯片的图像、电路、版图等数据。目前千万门级的芯片反向分析工程往往包含数百GB以上的图像数据,提取得到的网表、版图等设计数据也往往达到数GB至数十GB。这就要求实现高效可靠的数据库,对这些图像数据和设计数据进行统一管理,并且要满足多用户并发访问和操作的要求。
大规模的芯片反向分析是一个非常复杂的管理过程。由于芯片反向分析的时间往往只有数周至数个月,一个百万门级芯片反向分析往往需要投入数十名工程师同时开展,其项目管理难度相当大。当前芯片分析的规模已经进入到千万门量级,在设计周期不可能显著增加的情况下,投入的人员会越来越多,因而导致工程管理的难度越来越大。
正是由于反向分析具有上述特点,因此需要建立一套完善的反向分析方法学来进行数据和人员管理,确保反向分析的质量和效率。


本文撰写:北京芯愿景软件公司
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标签: 基础知识 集成电路 电子显微镜 光学显微镜 分析化学


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