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反向设计阻碍中国微电子产业发展的兴奋剂

（时间:2009-4-23 9:04:33 共有人次浏览）

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    近几年来微电子产业在国际和国内都发展得比较迅猛，国内从中央到一些发达省市都把微电子产业放到了高科技重中之重的位置。但到目前为止，国内这个产业的增长主要在芯片的加工生产上，且集中在那些从国外引进加工技术的合资公司里,由国内自行开发的有自主版权的芯片基本上还是空白。这说明了我国的微电子产业还是处在一个外加工的地位，相对于国家巨大的投入，这是不能令人满意的。笔者分析这种状况的原因之一，便是反向设计在我国依然流行,或者说正向设计在我国没有得到应有的重视。
    正向设计和反向设计孰是孰非本来只是一种设计方法的争论，但由于反向设计在国内是如此的顽固、持续、流行，已经严重影响到我国微电子产业的战略决策和发展，因此就不再是一个单纯的方法之争了。
    一.反向设计与正向设计
    反向设计是集成电路设计方法的一个专有名词。集成电路的设计最终要落实到代表电路结构的几何图形（这些图形的交迭构成集成电路的基本单元---主要是晶体管）。通过将图形转化为各加工工序所需的掩膜，加工厂家即可根据掩膜大规模地批量生产芯片。反向设计是通过拍摄和放大已有芯片照片得到版图的几何图形。由于原有芯片的图形尺寸极小且是多层重叠的，反向设计的工作量很大，而其出错概率也大。以一千门的不规则版图为例，反向分析就需一个工程师几乎一年的时间。随着电路规模的增大，这种反向分析的效率成倍地下降，错误概率成指数上升。一个几万门电路的反向设计几乎是不可能的，而几十万门的电路就完全不可能了。
    集成电路的正规设计方法是正向设计，即根据产品确定的指标和要求，从电路原理或系统原理出发,通过查阅相关规定和标准，利用已有知识和能力来设计模块和电路,最后得到集成电路物理实现所需的几何图形。正向设计产品的性能可以通过仿真进行验证和预测。更为重要的是，正向设计的思维是积极主动的，知识是可以积累的，性能可以不断提高，产品可以不断的更新换代，而反向设计即使百分之百正确，也只能是一个已经定型产品的模仿，在你辛苦进行反向设计时别人的第二代第三代产品又已经出来了，你的东西又有何竞争力呢？
    随着VLSI设计技术的发展，EDA工具已经使得设计工程师用HDL进行电路设计。HDL可以在RTL级（目前的设计主要是在此级），也可以是更为高级的功能描述级。这种设计方法使得设计者不必去关心门级和元器件的细节，更不必关心几何图形（版图）的转换。这就意味着正向设计可以把大部分工作放在系统级和功能模块上。正向设计的先进性和高效率是显而易见的。有经验的设计者一年就可以完成几十万门到上百万门的设计。
    尽管各集成电路加工厂的工艺不尽相同，但他们对用户的支持及用户界面却是一致的。这使VLSI设计得以标准化。正向设计的文件通过EDA工具的所有检查，如果功能正确，无论在哪个工厂加工，都可以成功。而反向设计做不到这一点。由于各工厂的工艺的差别，同样的掩膜在不同工厂加工的芯片性能是不能保持一致的，特别是含有模拟模块或小信号放大的集成电路，以及低电压集成电路。
    二.反向设计有用吗
    遗憾的是，反向设计在我国仍很流行。我们也和有关反向设计专家进行过讨论，他们不外乎以下观点：
    1.先从反向设计起步积累经验，再转向正向设计。
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