隨著流程節點的縮小，復雜性、成本和整體風險也在增加。曾經可以接受的工藝可變性現在隨著工作電壓的降低而成為一個關鍵項目。簡單地增加設計裕量會使芯片失去競爭力。曾經被忽視的物理效應現在也變得至關重要。互連的影響不能再基于簡單的電路拓撲進行建模。布局工具必須具有時序感知能力，時序分析工具必須能夠識別布局。

為高級工藝節點構建、操作和提供所有必需的建模和基礎設施所需的工作量也呈爆炸式增長。如下圖所示，隨著工藝節點的發展，能夠有效滿足所有這些需求的代工廠數量大幅減少。

晶圓廠數量大幅減少。

在這種高成本和高風險設計的背景下，EDA軟件必須提供所需的精度。此外，由于涉及巨大的時間和成本壓力，這些工具必須以合理的運行時間和計算資源完成工作。此過程中最關鍵的步驟之一是時序簽核。人們始終非常關注密度和功耗優化，但除非滿足時序要求，否則設計將無法成功實現其預期應用。現在讓我們來看看 Synopsys PrimeTime 解決方案使用的一些技術，這些技術在性能和準確性之間取得適當的平衡，以滿足高級節點時序簽核的需求。

片上參數變化
從歷史上看，如果芯片在“慢”角和“快速”角通過時序，則時序被視為閉合。今天，有太多的時序變量，時序裕量太緊，這樣的方法行不通。相反，使用依賴于延遲/過渡/約束變化建模的統計延遲分布方法。參數片上變異 （POCV） 技術使用存儲為統計量的值，并且分布通過分析作為獨立的隨機變量傳播。

為了支持提高精度，包含早期/晚期格式以及矩格式的標準 Liberty 變體格式 （LVF） 與 PrimeTime LVF 流一起使用。矩格式支持非對稱或非高斯分布，包括統計矩（標準差、偏度和非中心平均值）。這有助于增強 Synopsys IC Compiler II 解決方案與 PrimeTime 之間的時序相關性。例如，在以 <5.0 V 工作電壓運行的 5 nm 技術的 PrimeTime 與 SPICE 相關性研究中，PrimeTime 能夠使用矩格式實現與 SPICE 的 1.6% 標準偏差的相關性。

互連變化建模
在高級節點，小區延遲/變異裕度繼續縮小。為了提高精度，對西格瑪的局部變化和降額因子的全局變化（對于金屬）進行了建模。這些降額系數包括電阻因數和電容因數。在被認為是局部通孔變化的情況下，建模使用一個單獨的文件進行，該文件為每個通孔層提供每個區域的標準偏差。

多輸入切換 對于傳統的多輸入切換
（MIS），系數用于模擬這些效應。對于高級節點，此近似值被分解。先進的MIS技術根據每個輸入的擺動/負載/偏斜計算影響，并支持大多數組合單元。與不太準確的MIS模型相比，這種方法與SPICE的相關性有所提高。借助PrimeTime先進的MIS技術，建模已經證明，與SPICE模型相比，使用該技術產生的波形可以達到1%以內。

提高性能
基于路徑的分析 （PBA） 已成為基于圖形的分析 （GBA） 的高精度替代方案，因此效率有所提高，悲觀情緒也降低了。PBA 的增強功能包括窮舉 PBA 和無限模式窮舉 PBA，后者利用具有智能路徑過濾技術和緩存的大規模多線程。PBA 的最新創新之一是基于圖形的優化，通過對時序圖的關鍵區域進行密集的重新分析，將 PBA 運行時間提高了 2 到 5 倍。

集成機器學習
機器學習 （ML） 技術可用于生成自己的訓練數據并動態學習。這種方法維護成本低，因為它不需要外部培訓或額外資源。ML 算法平衡運行時與準確性作為總負松弛 （TNS） 的函數。在更高級別的 TNS 中，基于 ML 路徑的分析方法將運行時間大幅縮短了 2 倍到 5 倍。當設計接近簽核時，ML PBA 運行時會收斂到窮舉 PBA 運行時，并且通過構造完全安全簽核。PrimeTime還提供這種基于ML的技術，以提供功率恢復加速，從而將電力ECO操作提高多達4倍。

同步多電壓 同步多電壓
（SMV） 是 PrimeTime 中使用的一種技術，可實現單次運行動態電壓和頻率縮放 （DVFS） 跨域分析。這大大加快了對具有各種電壓電平和時鐘頻率的設計的分析速度。例如，在具有五個電壓電平和五個時鐘頻率的典型分析中，將運行 25 個角。使用SMV，這些彎道將在一次運行中完成。

快速感知 ECO 的流程規則 由于 ECO 可以大大增加設計周期，因此執行迭代次數較少的 ECO
會對進度產生重大影響。借助更具物理意識的 ECO 流程，實現 ECO 閉合所需的放置和路徑工具所需的迭代次數更少。PrimeTime 使用路由感知 ECO 流程，具有電網感知、引腳訪問驅動和引腳跟蹤對齊功能。對于 7nm 及以下，還有其他功能可確保 ECO 閉合，包括通過梯形圖支持、點接觸規則支持和上下文感知泄漏。

用戶界面 圖形用戶界面
（GUI） 的可用性對任何 EDA 工具的整體生產力都有很大的影響。PrimeTime的ECO GUI支持完整的簽核驅動的物理/布局編輯，其中包括全芯片容量密度圖，可用于分析ECO的影響。這種方法允許交互式 ECO 編輯，因為設計中的編輯和 ECO GUI 中的移動單元格會提供有關性能變化的即時反饋。

審核編輯：郭婷