EDA介绍——QRC中dummy metal设置对spef文件的影响

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这是集成电路物理设计的第九个系列【EDA】的第一篇文章，本篇文章主要介绍QRC spef提取相关内容：

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QRC cmd

• qrc_shell>metal_fill -type floating | grounded

• floating: 当将metal fill的type设置为floating模式时，Quantus将metal fill建模为floating模式进行参数提取。floating模式表示这些dummy metal都是独立的一段金属shape，没有任何电学连接关系，这会减少总的net capacitance数值，但coupling capacitance会增加。（floating是default模式）

• grounded: 当将metal fill的type设置为grounded模式时，Quantus将metal fill建模为grounded模式进行参数提取。grounded模式表示将dummy metal识别为gray data，这不需要多余的model对该模式下的metal RC提取。
  

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Floating vs No Dummy metal

• 相比于没有dummy metal的spef文件，floating dummy metal的spef文件的总电容增加，耦合电容减小。

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Grounded vs No Dummy metal

• 相比于没有dummy metal的spef文件，grounded dummy metal的spef文件的总电容增加，耦合电容减小。

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Floating vs Grounded

• 相比于floating dummy metal的spef文件，grounded dummy metal的spef文件的总电容增加，耦合电容减小。

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理论分析

• 如下图所示，如果没有DM2 (dummy metal2):

  M2a与M2b之间的耦合电容为Cc1=k*A/S

  CT1=Cc1+Cg

• 如下图所示，如果在M2a和M2b之间插入DM2 (floating):

  M2a与M2b之间的耦合电容为Cc2 = Ccl+Ccr+Cca+Ccb > Cc1

  (Cca+Ccb = CcaCcb/(Cca+Ccb) = k*A/(S-W) > k*A/S)

  CT2 = Cc2+Cg0 > CT1

• 如下图所示，如果在M2a和M2b之间插入DM2 (grounded):

  M2a与M2b之间的耦合电容为Cc3 = Ccl+Ccr = k*A/(S-W) < Cc1 < Cc2

  M2a的对地电容为Cga > (Cga+Cgb)

  CT3 = Ccc3+Cg0+Cga > CT2 > CT1

• 总结：CT3 > CT2 > CT1    CC2 > CC1 > CC3

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SPEF结果分析

• 从spef结果分析可知：对于耦合电容来说，如果dummmy metal floating，则net上耦合电容的节点一般在net中间某一个位置；如果没有dummy metal或者dummy metal grounde，则net上耦合电容的节点一般位于net的两端位置。

  
  
  
  

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参考文献‍

Quantus User Guide