多层金属电源线地线网络IR-drop分析技术

"本文介绍了一种用于多层金属电源线地线网络的IR-drop静态分析方法，探讨了网络结构如何影响IR-drop，并指出中间层金属的拓扑结构对其分布和大小有重要影响。该方法基于输入的金属层坐标和通孔工艺规则，具有与SPICE仿真结果高度一致的压降评估，并且算法时间复杂度与通孔数量成线性关系。" 在集成电路设计中，IR-drop是一个关键问题，它是指电流流经电源线和地线网络时，由于电阻引起的电压下降。IR-drop会导致电路性能下降，甚至引起功能错误。针对这个问题，文章提出了一个适用于多层金属电源线地线网络的IR-drop分析技术。 首先，该方法考虑了三维的多层金属结构，这是现代集成电路中常见的特征，因为多层布线可以有效利用空间，提高布线密度。作者强调了输入每个金属层的坐标和通孔（Via）的工艺规则的重要性，这些规则通常由半导体制造工艺决定，对分析的准确性和效率至关重要。 其次，该方法通过分析不同多层金属P/G网络的拓扑结构，研究了它们对IR-drop的影响。拓扑结构的改变可以影响电流路径的长度和电阻，从而影响IR-drop的分布。实验结果显示，提出的分析方法与SPICE仿真结果有高度一致性，平均误差小于0.4%，这表明该方法是可靠的。 此外，文中还指出中间层金属的拓扑结构对IR-drop的分布和大小有显著影响。在多层结构中，中间层的布线可能形成电流的主要路径，其布局和连接方式直接影响到IR-drop的数值。优化中间层的拓扑结构对于降低整体IR-drop至关重要。 最后，算法的时间复杂度与通孔数目成线性关系，这意味着即使在复杂的电路设计中，该方法也能保持相对高效的计算性能。这对于大规模集成电路设计来说是非常重要的，因为这些设计通常包含大量的通孔连接。 这项工作提供了一种实用的、精确的IR-drop分析工具，对于集成电路设计者优化电源分配网络（PDN）和减少IR-drop问题具有重要指导价值。通过理解不同金属层和通孔布局对IR-drop的影响，设计人员能够做出更明智的决策，以提高集成电路的性能和可靠性。