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Virtuoso中对GDS文件进行工艺库转换的方法

news 来源：原创 2025/5/31 11:49:11

如果要对相同工艺节点下进行性能评估，可以尝试将一个厂商的GDS文件转换到另一个厂商，不过要注意的是不同厂商（比如SMIC和TSMC）之间的DRC规则，尽量采用两个DRC中的约束较为紧张的厂商进行设计，以免转换到另外一家厂商时出现DRC违例。其次是需要采用相同的层数/顶层金属厚度/RDL层厚度等。

以下采用Cadence Virtuoso IC61进行GDS文件的格式转换。转换方向为TSMC 65nm GDS --> SMIC 65nm GDS。
需要准备的文件有：
（1）TSMC 65nm PDK（包括tsmcN65_layermap，文件命名可能不同）；
（2）SMIC 65nm PDK（包括smicN65_layermap，文件命名可能不同）；
（3）TSMC 65nm GDS文件（假设为Synopsys ICC或Cadence Innovus导出的数字集成电路版图tsmcN65_icc_innovus.gds）；
（4）手动编写从TSMC到SMIC的层映射文件tsmcN65_smicN65_layermap（第3部分讲解）。

1. Virtuoso导入PDK并新建Library

1、导入TSMC/SMIC 65nm PDK，库文件为tsmcN65和smicN65。

2、分别新建一个library，命名为mylib_tsmcN65和mylib_smicN65，然后分别Attach 每个自建库到对应的tsmcN65和smicN65 technology library上。

2. Virtuoso导入GDS文件

这一步导入Synopsys ICC或Cadence Innovus生成的数字集成电路版图tsmcN65_icc_innovus.gds。

1、在CIW界面点击File -> Import -> Stream。
在这里插入图片描述

2、导入设置：
（1）选择导入的gds版图文件tsmcN65_icc_innovus.gds；
（2）选择导入的库mylib_tsmcN65；
（3）选择Attach的Tech LibrarytsmcN65，然后系统会自动选择tsmcN65_layermap。

点击Translate进行转译，将GDS文件转换为layout。

在这里插入图片描述
3、查看顶层模块的layout：

3. 编写库切换的层映射文件

由于Virtuoso是采用Layer Stream Number识别层的，因此主要针对Layer Stream Number进行修改。

Layermap文件中，一共分为四列：
（1）layer name
（2）layer purpose
（3）layer stream number
（4）datatype stream number

打开两个工艺的layermap文件进行对比，以下图中，左侧为TSMC，右侧为SMIC：
在这里插入图片描述

# tsmcN65_layermap
OD		drawing		6	0
OD		dummy		6	1
OD		drawing2	6	2
OD		drain		6	3
OD		pin			6	6
OD		test1		6	11
OD		test2		6	12
OD		test3		6	13PO		drawing		17	0
PO		dummy		17	1
PO		drawing2	17	2
PO		test1		17	11
PO		test2		17	12
PO		test3		17	13
PO		rule1		17	51

# smicN65_layermap
GT		drawing		30		0
AA		drawing		10		0

可以发现（1）层名和（3）层掩膜ID在不同工艺下存在差异，比如：

TSMC Layer Name	TSMC Layer ID	SMIC Layer Name	SMIC Layer ID
OD	6	AA	10
PO	17	GT	30
…	…	…	…

我们需要修改层掩膜ID，以提供tsmcN65顶层layout导出为中间状态gds时，层掩膜ID的初步映射（虽然层名依然tsmcN65中的，但是后续操作Virtuoso能自动识别层掩膜ID并映射到smicN65）。

因此复制tsmcN65_layermap中用到的层到新建的layermap文件tsmcN65_smicN65_layermap中。
然后修改第三列的值为SMIC中对应的层掩膜ID。
例如：

# tsmcN65_smicN65_layermap
OD		drawing		10	0
OD		dummy		10	1
OD		drawing2	10	2
OD		drain		10	3
OD		pin			10	6
OD		test1		10	11
OD		test2		10	12
OD		test3		10	13PO		drawing		30	0
PO		dummy		30	1
PO		drawing2	30	2
PO		test1		30	11
PO		test2		30	12
PO		test3		30	13
PO		rule1		30	51

4. 从virtuoso layout导出映射中间态的GDS

这一步从tsmcN65工艺下导出smicN65工艺下掩膜ID的中间态GDS文件。

1、点击File->Export->Stream。

在这里插入图片描述

2、修改导出设置：
（1）填写导出gds的名称为tsmcN65_smicN65_mapping.gds
（2）选择Library：为刚才导入的gds所在的库mylib_tsmcN65。
（3）设置顶层文件TOP_ASIC。
（4）Technology Library：不要选择任何技术库。
（5）Layer Map：选择上一步编写的层映射文件tsmcN65_smicN65_layermap。

点击Translate，导出GDS文件。
在这里插入图片描述

5. Virtuoso导入映射中间态GDS

这一步导入包含smicN65层掩膜ID的中间态GDS文件并由软件自动映射到smicN65工艺上。

1、在CIW界面点击File -> Import -> Stream。
在这里插入图片描述

2、导入设置：
（1）选择导入的gds版图文件tsmcN65_smicN65_mapping.gds；
（2）选择导入的库mylib_smicN65；
（3）选择Attach的Tech LibrarysmicN65，然后系统会自动选择smicN65_layermap。

点击Translate进行转译，将中间态GDS文件转换为smicN65工艺库下的layout。

在这里插入图片描述

3、打开顶层模块的layout，查看是否能正确显示各个层：

在这里插入图片描述

至此，从TSMC 65nm到SMIC 65nm的GDS转换完成。

6. （可选）导出smicN65工艺下的版图文件

这一步导出完整的smicN65工艺下的GDS文件。

1、点击File->Export->Stream。

在这里插入图片描述

2、修改导出设置：
（1）填写导出gds的名称为smicN65_virtuosoOut.gds
（2）选择Library：为刚才导入的gds所在的库mylib_smicN65。
（3）设置顶层文件TOP_ASIC。
（4）Technology Library选择smicN65。
（5）Layer Map：选择smicN65_layermap。

点击Translate，导出GDS文件。

在这里插入图片描述