不同VT cell的delay差异

现象

就是一个endpoint既有setup违反，又有hold违反；如果去修hold可能setup恶化；如果去修setup可能hold恶化。

成因

1、不同PVT条件下的cell delay variation较大；

2、某些cell的library setup time或library hold time特别大；

3、setup与hold的uncertainty或者derate约束较为严格或悲观；

4、launch clock和capture clock的skew较大，OCV导致setup和hold都较难收敛；

5、Timing path具有较大的cross-talk，因为串扰对setup和hold都是恶化的。

path种类

1、endpoint相同，startpoint不同：

Path1容易出现hold问题，path2容易出现setup问题；如果在path1和path2的commen part修timing就会导致另外一个path的恶化；所以应该分别在path1的非commen part修hold，在path2的非commen part修setup。

2、endpoint相同，startpoint相同，Launch clock和capture clock的skew较大：

Launch clock和capture clock的非commen part会吃掉大量OCV，使得setup和hold都恶化；所以需要思考一是是否可以做短非commen part，二是非commen part选用一些在不同PVT下cell delay variation较小的CK cell。

3、endpoint相同，startpoint相同，timing path上串扰较大：

串扰对setup和hold都是恶化的，可以使用“NDR rule” “shielding” “size drive-cell” “insert buffer”等方法fix cross-talk。

4、endpoint相同，startpoint相同，也没有cross-talk等问题，但是有互卡：

首先看约束（包括uncertain、derate）是否合理，如果不合理需要校正。看看不同PVT library中setup/hold time是否差异很大，是否可以考虑换一下不同的lib cell。看看path上不同PVT条件下的cell delay variation是否巨大。如果是可以考虑：1换VT，一般LVT的cell在不同PVT下delay差异较小；2、换corner，是否可以考虑换收敛的corner；3换lib cell，换cell delay variation的cell。

不同VTcell的delay差异

VT指的是MOS管的阈值电压（threshold voltage）。当栅源电压（Vgs）由0逐渐增大，直到MOS管沟道形成反型层（图中的三角形）所需要的电压为阈值电压。

影响VT有如下因素。金半接触电势差：和栅极金属方块电阻以及衬底掺杂浓度有关；氧化层中的电荷密度；半导体费米势；栅氧化层厚度；衬底掺杂浓度。源衬电压。

在一般工艺中，一般是通过控制衬底掺杂浓度来实现不同VT的。

如果MOS管阈值电压小，那么其饱和电流小，一般MOS管开启瞬间在饱和区，饱和电流小意味着需要的逃逸掉的载流子更少；对于低VT的cell，显然是更容易导通，而且其导通速度受PVT影响更小。

真的可以考虑换收敛corner

如下案例来自网友，原文链接如下，作者是“mnluan”。https://bbs.eetop.cn/thread-616584-1-1.html

说保hold，这样的回答是对的，传统思路就是保hold然后setup降频。但是我想说，如果不允许降频，你又会怎么办呢？

分享一下我们当时做出的不一样决定。在我们的案例中，有个800M的clock gate路径，同时出现了hold和setup的violation。如果保hold，setup势必要降频，而我们的降频无法做到从800M降频到750M，要降频就是直接降到了400M。而一旦降到400M，不要说性能了，功能都错了。

因为对于送入芯片的数据根本处理不过来。这样一来，即使保住了hold，也是个废品。所以当时我们分析了整个产品，不单纯是我们自己设计的芯片，查看板上其他芯片的文档。发现有个芯片工作温度最低是0度，而不是我们的-40度，于是首先调整了我们自己分析hold的corner，换成0度的库分析，hold violation减少了一些，但还是violation。接着又从客户那边了解到，实际使用时，会给产品进行一段时间的预热，所以我们大胆的把分析hold的corner调整到了TT下，hold check是过去的。

然后我们对工艺厂这些年生产我们芯片时的良率进行了分析，得出结论是，他家的Process大概率不在FF上，可以用TT分析。最后，我们保证了SS corner下的setup，用TT corner下的hold check代替了传统FF corner下的hold check。

审核编辑：彭静