PVT（Process Voltage Temperature）

芯片PVT

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网始如芯

20080人浏览 · 2021-12-21 11:00:05

网始如芯 · 2021-12-21 11:00:05 发布

芯片制造是一个物理过程，存在着工艺偏差（包括掺杂浓度、扩散深度、刻蚀程度等），导致不同批次之间，同一批次不同晶圆之间，同一晶圆不同芯片之间情况都是不相同的。
在一片wafer上，不可能每点的载流子平均漂移速度都是一样的，随着电压、温度不同，它们的特性也会不同，把他们分类就有了PVT（Process，Voltage，Temperature）。

Process Corner

在这里插入图片描述

Process分为5个不同的corner（第一个字母代表NMOS，第二个字母代表PMOS）：

TT：Typical N Typical P
FF：Fast N Fast P
SS：Slow N Slow P
FS：Fast N Slow P
SF：Slow N Fast P
Process Corner都是针对不同浓度的N型和P型掺杂来说的。NMOS和PMOS在工艺上是独立做出来的，彼此之间不会影响。通过Process注入的调整，模拟器件速度快慢，同时根据偏差大小设定不同等级的FF和SS。正常情况下大部分是TT，而以上5种corner在+/-3sigma可以覆盖约99.73%的范围，这种随机性的发生符合正态分布。
根据偏差大小设定不同等级的 FF 和 SS，如 2FF 表示往快的方向偏2个Sigama，3SS 表示往慢点方向偏3个Sigama，1.5SS 表示往慢点方向偏1.5个Sigama 。

PVT对芯片性能的影响

不同的PVT条件组成了不同的corner，另外在数字电路设计中还要考虑RC corner的影响，排列组合后就可能有超过十种的corner要分析。但是在FPGA设计中的静态时序分析一般仅考虑Best Case和Worst Case，也称作Fast Process Corner 和Slow Process Corner，分别对应极端的PVT条件。

TSMC Standard I/O PVT

在这里插入图片描述

Name	Description	Core Voltage	I/O Voltage	Temp	Process
LT	Low Tempeature	1 .1 *Vdd	1 .1 *Vddpst	-40	FF
BC	Best Case	1 .1 *Vdd	1 .1 *Vddpst	0	FF
TC	Typical Case	1 .0*Vdd	1 .0*Vddpst	25	TT
WC	Worst Case	0.9*Vdd	0.9*Vddpst	125	SS
WCL	Worst Case Low Temperature	0.9*Vdd	0.9*Vddpst	-40	SS
WCZ	Worst Case Zero Temperature	0.9*Vdd	0.9*Vddpst	0	SS
ML	Maximum Leakage	1 .1 *Vdd	1 .1 *Vddpst	125	FF