IC竞争日益激烈，芯片反向设计助你跑赢对手

橙盒科技半导体研究中心芯片反向设计流程图

反向设计总体规划
在进行一块新品芯片的开发前期必须要有一个设计总体规划，其中最主要的问题就是，这颗芯片是否能带来收益，毕竟公司要靠产品吃饭。如何评估芯片能否带来收益？这需要多年的经验才能进行准确的评估。一般是看市场上哪几款芯片销量好，并且未来几年的销量看涨，并且评估本公司是否有能力设计并且有渠道销售出去。要考虑的芯片成本有以下几项：

1，芯片拍片成本；

2，芯片从立项到交货的时间成本，时间过程导致芯片即使设计出来了，市场已经不需要了；

3，流片成本；

4，工具软件的授权使用成本；

5，测试成本，包括CP测试和成品测试以及搭建测试平台所需要的其它成本；

6，封装成本。

将这些成本进行适当预估之后，再来看收益。对于收益这块，这是和市场的需求和销量走向有关，需要涉及到许多其他方面的考虑。在收益问题解决了之后，明确此项目可以获得收益，那么就可以正式开工，前面说的一堆东西其实就是项目可行性分析的一部分。但其实有些公司并不会考虑那么多，因为这些可行性分析本身非常困难。反向哪一家的芯片？选择大公司的芯片进行反向一般来说成功率会更高。选定芯片后就进行拍片了，芯片进行解剖拍片一般周期在1周到1个月之间，这视芯片的大小而定。

工艺选择
这个要依据拍片回来的芯片版图来决定，通过对芯片版图的识别，判断待反向的芯片版图使用的工艺是什么，再根据公司自己拥有的工艺文件（这些工艺文件都由国内或者国外的芯片制造厂提供，前提是公司得与它们合作才能得到工艺文件），两者进行比对，选择一个适合的工艺进行后续的仿真、版图绘制和流片。工艺选择的问题，需要对公司所拥有的工艺非常熟悉，并且对版图也要熟悉的工程师来解决，他要能够通过版图明确的识别所用的工艺。当然，工艺有时候会在设计过程中反复的更换，因为会有许多参数、流片成功率等各种复杂因素的考量。这一步其实也就叫工艺可行性分析，其实也应该归于项目可行性分析的一部分，但是由于必须要拍片才能进行，所以只能单独说明。

芯片工艺分析详图

版图提取
在上一步工艺可行性分析完之后，确认有工艺可以和该版图匹配，那么就可以进行版图提取工作。这部分的工作其实主要是识别版图中的管子并用符号表示出来。所用到工具有：

A、NetEditorLite或者ChipAnalyzer,这是版图提取工具，在不同的公司进行芯片拍片，会用到不同的版图提取工具。该类软件的作用就是一个图片查看器，拍摄的版图就是数据就是照片。

B、cadence IC5141 里的virtuoso schematic软件，这是电路图绘制软件。

整个工作的流程是用NetEditorLite或者ChipAnalyzer打开拍片的芯片版图数据，人工肉眼识别里面的管子（二极管、三极管、MOS管之类），再使用virtuoso schematic将管子用符号表示出来，并把管子之间的连接关系连接上。

版图提取所要注意的问题：
1，初次进行版图提图，可能会不认识管子，需要有经验的人来帮助识别，熟悉之后就容易了；

2，不同工艺的版图管子的形状是不一样的，所以碰到不认识的管子，要么靠别人帮忙，要么就只能自己去推理；

3，要有良好的管子命名习惯，这个每个公司都应该有规定的，这对于后续的工作会有很大帮助；

4，尽量按照版图的布局来放置管子的布局（在virtuoso schematic上的电路图布局），这样可以加快以后对比电路图和版图时找管子的速度；

5，在整理提取出的电路时一定要新建一个电路图来放置整理的电路，不要在刚提取的电路图上整理，方便整理时和版图数据对比。

芯片解剖

电路整理
在版图提取完毕之后，下一个步骤就是电路整理。提取完的电路图是混乱的，没有层次关系。那么如何将其整理成具有层次关系，让人一看就懂呢？

1、这就涉及到有关芯片的一些常识了。芯片分为数字芯片和模拟芯片，但是数字芯片必定会包含模拟电路，而模拟芯片却可以不包含数字电路。它们有如下一般特征：

A、数字芯片，必有时钟振荡电路、复位电路这些模拟电路。必有寄存器，而且整个数字部分最耗面积的部分往往都是寄存器。寄存器的使用量是很大的，因此，在版图上呈现的就是有大数量的图像一模一样的电路，这种电路往往都是寄存器。

B、模拟芯片，有带隙基准电路。

2、说完了芯片版图常识，另外一个重要的有助于理解所提取的电路的工具就是待反向的芯片的数据手册！这是最重要的，我们所有有关于芯片的信息都是从数据手册上得来的。所以一定要善用DATASHEET！在芯片数据手册上，一般会对芯片的功能进行说明，对芯片如何运行进行说明，这些说明将有助于我们对于电路的整理。

比如说，芯片手册上说道用了I2C，那么电路中肯定有一大块电路是属于I2C的。一般来说，版图的布局都是将同属于一种功能的管子会集中放置在一起。I2C电路的特征，从I2C协议的原理上可以知道，它就两根信号线，一根时钟，另一根数据线。数据在芯片内部一般是并行传输比较方便，所以，I2C电路一定会有串并转换电路，而串并转换电路一般是寄存器，而且一般是8位。根据这个推断结果，就在提取的电路中去寻找8个在一起的寄存器，它们其中一组就是I2C电路的一部分，再根据芯片版图的I2C PAD位去寻找，看连接到了那一组寄存器上，那么整个I2C的电路就被识别出来了。因此：

a、靠着芯片手册对芯片功能的说明，

b、加上芯片的一些常识性知识，

c、加个人的这种对电路原理的推理，就可以相对较快的将电路分层次的整理出来。

逐步的理解整个芯片的原理。当然，由于芯片电路的庞大的关系，有时候电路并不是需要完全理清楚，对于不那么重要的电路可以不理会。只要保证连接关系没连接错就行。这阶段，只会用到cadence ic5141的virtuoso schematic软件。