Quy Trình Thiết Kế Vi Mạch Số

Thứ hai, 21 tháng 10, 2024

Sau khi tìm hiểu các khái niệm cơ bản ở các bài viết trước, hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu quy trình để có thể thiết kế ra một con chip vi mạch số. Trên mạng có nhiều sơ đồ khác nhau nhưng nhìn chung lại sẽ gồm các khâu chính như sau:

1.Collect requirements

Ở giai đoạn này, đội sale/marketting sẽ khảo sát thị trường và thu thập các yêu cầu kỹ thuật từ khách hàng hoặc từ dự án, tập trung vào các thông số như hiệu suất, công suất tiêu thụ, kích thước, và chi phí sản xuất của chip. Sau khi xác định yêu cầu, quá trình chuyển sang bước xác định các yêu cầu sản phẩm và đặc tả kỹ thuật (Product Requirement/Specification), nơi tất cả các yêu cầu chức năng của chip được làm rõ để đảm bảo thiết kế đáp ứng đúng mục tiêu đã đặt ra.

2.Front-End Design

Giống như Software có khái niệm Front-End và Back-End, thiết kế chip cũng tương tự. VLSI Front-End Design có thể được chia thành 2 phần chính

2.1 Chip architecture design

Bước này xác định cấu trúc tổng thể của chip VLSI để thỏa mãn các yêu cầu ở step trước, bao gồm việc phân chia các khối chức năng chính và cách thức mà các khối này sẽ giao tiếp với nhau. Kiến trúc của chip là cực kỳ quan trọng và có ý nghĩa quyết định đến sự thành công của cả dự án.

2.2 Micro-architecture design

Sau khi kiến trúc đã hoàn thành, các khối chức năng sẽ được bàn giao xuống cho các kỹ sư RTL Design để bắt đầu thiết kế RTL. RTL được thiết kế bởi các RTL Design Engineer sẽ được kiểm tra kỹ lưỡng bởi các kỹ sư Design Verification (DV) để xác minh tính đúng đắn. Nếu có bug xảy ra, các kỹ sư DV sẽ feedback lại cho RTL Designer để sửa. Sản phẩm cuối cùng của khâu này chính là RTL đã được kiểm tra và thỏa mãn đầy đủ yêu cầu thiết kế của dự án.

3.Back-End Design

Back-end trong thiết kế VLSI là giai đoạn tập trung vào việc chuyển đổi thiết kế logic thành một cấu trúc vật lý hoàn chỉnh và tối ưu hóa nó để sản xuất chip. Quy trình này bắt đầu với bước tổng hợp logic (Synthesis), nơi mô tả thiết kế logic ban đầu được chuyển đổi thành một mạng lưới cổng (netlist) thể hiện các thành phần và kết nối logic thực tế.

Quá trình sản xuất sẽ không tránh khỏi những lỗi sai (ví dụ như ngắn mạch, hở mạch..) đòi hỏi cần phải có cách thức để phát hiện khi có lỗi xảy ra. Vậy nên các mạch Design For Test (DFT) sẽ được tích hợp vào để đảm bảo rằng chip có thể được kiểm tra hiệu quả sau khi sản xuất.

Tiếp theo, giai đoạn thiết kế vật lý (Physical Design – PD) diễn ra, bao gồm các bước như đặt cell (placement), định tuyến kết nối (routing), và tối ưu hóa không gian cũng như hiệu suất của chip. Đây là giai đoạn mà các thành phần logic được sắp xếp và kết nối trên bản thiết kế silicon, nhằm đảm bảo thiết kế cuối cùng phù hợp với các giới hạn vật lý và điện tử.

Song song với toàn bộ quy trình thiết kế Back-End chính là các bước phân tích timing tĩnh (Static Timing Analysis – STA) được tiến hành để đảm bảo rằng các đường dẫn tín hiệu trong thiết kế đáp ứng các yêu cầu về thời gian, giúp phát hiện và khắc phục các vấn đề liên quan đến độ trễ thực tế.

4. Manufacture & packaging

Sau khi hoàn thành giai đoạn thiết kế back-end, chip sẽ được chuyển sang giai đoạn sản xuất và đóng gói (Manufacture and Packaging). Ở bước này, thiết kế vật lý của chip được sử dụng để tạo ra các mặt nạ sản xuất (masks), những bản mẫu này sẽ được dùng trong quá trình photolithography để chế tạo chip trên các tấm wafer silicon tại nhà máy bán dẫn (foundries). Quá trình này bao gồm nhiều bước phức tạp như khắc, cấy ion, và tráng phủ các lớp vật liệu nhằm tạo ra các lớp bán dẫn và kim loại theo thiết kế. Sau khi chế tạo xong, các chip sẽ được cắt ra khỏi wafer và đưa vào giai đoạn đóng gói. Đóng gói có nhiệm vụ bảo vệ chip khỏi các yếu tố môi trường bên ngoài và đảm bảo kết nối điện giữa chip và bo mạch chủ thông qua các chân tiếp xúc (pins) hoặc các kết nối khác.

5. CHIP Testing (CHIP validation)

Giai đoạn cuối cùng là kiểm tra (Testing), một bước quan trọng để đảm bảo rằng chip hoạt động đúng chức năng và đạt tiêu chuẩn chất lượng trước khi đưa ra thị trường bao gồm: kiểm tra chức năng (functional testing), kiểm tra hiệu năng (performance testing), kiểm tra lỗi trong quá trình sản xuất (scan test, BIST test)…

Bài viết nằm trong series các bài viết cơ bản về vi mạch.

Quay lại main page

——————————————————

Tìm hiểu lộ trình cho người mới bắt đầu để hiểu thêm về công việc, ngành nghề, đãi ngộ và những kiến thức cần thiết để học thiết kế vi mạch và tham gia vào thị trường vi mạch.
Lộ Trình Bắt Đầu Ngành Thiết Kế Vi Mạch Bán Dẫn

Truy cập Server EDA Miễn Phí của ICTC để thực hành thiết kế vi mạch:
Truy cập Server EDA Miễn Phí

Hiện tại ICTC đang mở các khóa học thiết kế vi mạch từ cơ bản đến nâng cao, các bạn có thể tìm hiểu tại các bài viết sau nhé:

Thứ hai, 21 tháng 10, 2024
Vi Mạch Sinh Viên

Đội Ngũ Giảng Viên Đến Từ Các Công ty vi mạch hàng đầu với NHiều năm kinh nghiệm

Khóa học thiết kế vi mạch ICTC giảng viên từ Ampere
Khóa học thiết kế vi mạch ICTC giảng viên từ Renesas
Khóa học thiết kế vi mạch ICTC giảng viên từ MediaTek Singapore
Khóa học thiết kế vi mạch ICTC giảng viên từ BOS
Khóa học thiết kế vi mạch ICTC giảng viên từ Marvell
Khóa học thiết kế vi mạch ICTC giảng viên từ Renesas
Khóa học thiết kế vi mạch ICTC giảng viên từ NSING
Lê Tiến Đạt

Lê Tiến Đạt

DFT Engineer - SemiFive

"Mình chuyển sang vi mạch thực sự khoảng đầu năm nay, mông lung và mất định hướng. Trong quá trình tự học thì biết đến ICTC, cũng nghĩ mục tiêu ban đầu là học để có cái nhìn tổng quát về ngành chứ không nghĩ là sẽ nhận được nhiều như vậy từ các anh. Mình phỏng vấn lần đầu tiên vào tháng 1, sau 6 tháng nỗ lực và tham gia cùng với ICTC thì mình nhận được offer."

Nguyễn Thị Phương Quỳnh

Nguyễn Thị Phương Quỳnh

Technical Engineer - Synopsys

"Trong mùa hè muốn phát triển bản thân, mình đã chọn tham gia khóa học IC Overview tại ICTC để củng cố kiến thức về RTL và DV. Trước đây, mình chỉ tập trung coding module mà bỏ qua kỹ năng thiết kế - điều cốt lõi của kỹ sư vi mạch. Qua khóa học, mình hiểu rõ hơn vai trò và công việc thực tế của một kỹ sư vi mạch. Đội ngũ giảng viên giàu kinh nghiệm đã hỗ trợ tận tình cả trong và ngoài lớp học, giúp mình cải thiện đáng kể, đặc biệt khi phỏng vấn cho các offer hiện tại của mình. Xin cảm ơn anh Ân và ICTC rất nhiều!"

Phan Vinh Phong

Phan Vinh Phong

RTL Design Engineer - BOS Semiconductor

"Những ngày tu luyện miệt mài trên server của ICTC được đền đáp bằng một offer RTL Design đầu tiên, một thành quả không tưởng với bản thân mình của 3 tháng trước. Mình thực sự rất biết ơn các anh giảng viên trong đội ngũ ICTC đã tạo nên một môi trường học tập vô cùng chuyên nghiệp, tâm huyết và đầy cảm hứng để các bạn trẻ như mình, dù xuất phát điểm trái ngành, vẫn có thể tự tin theo đuổi và hiện thực hóa giấc mơ của trong lĩnh vực vi mạch."

Nguyễn Thanh Vương

Nguyễn Thanh Vương

Design Verification Engineer - FPT Semiconductor

"Khóa học quá oke ấy chứ ạ. Lúc trước em fail 3 lần pv và nhận ra mình thiếu project vs tool EDA thực tế, khóa học có server vs thạo VIM em thấy lợi thế hơn hẳn luôn ấy."

Lê Duy Thức

Lê Duy Thức

Technical Engineer - Synopsys

"Khóa học thiết kế vi mạch cơ bản do anh Ân phụ trách thật sự rất bổ ích. Anh Ân dạy rất dễ hiểu, lại còn cực kỳ thân thiện và luôn sẵn sàng hỗ trợ tụi em khi gặp khó khăn. Em thấy nội dung khóa học giúp ích rất nhiều cho quá trình phỏng vấn thực tập sau này. Đặc biệt, phần final project khiến em nắm vững hơn về cách đọc và hiểu code RTL, cực kỳ thực tế và sát với công việc. Đây là một khóa học đáng giá cho những ai muốn học và làm về thiết kế vi mạch."

Phan Minh Khôi

Phan Minh Khôi

PD Engineer - ADT Technology & SNST

"Nhờ các kiến thức của khóa học tại trung tâm nên em có cái nhìn chi tiết hơn về ngành, giúp em trả lời tốt các câu hỏi tạo điểm cộng trong mắt nhà tuyển dụng."

Nổi Bật

Tổng Kết Khóa Học Thiết Kế Vi Mạch Cơ Bản Tháng 6 2024

Tổng Kết Khóa Học Thiết Kế Vi Mạch Cơ Bản Tháng 6 2024

Hôm nay, khóa học Thiết kế Vi mạch Cơ bản tại Trung tâm ICTC đã chính thức khép lại với buổi lễ tổng kết ý nghĩa. Đây là dịp để giảng viên và học viên cùng nhau nhìn lại hành trình học tập, những thành quả đạt được, và chia sẻ cảm nghĩ sau khóa học. Cảm Nghĩ Của Học...

TỔNG KẾT OFFLINE VI MẠCH 07/2024

TỔNG KẾT OFFLINE VI MẠCH 07/2024

Vậy là sau hơn 4 tiếng đồng hồ giao lưu và chia sẻ các kiến thức về tổng quan ngành vi mạch, các vị trí việc làm, tuyển dụng, các kinh nghiệm học tập, phỏng vấn, ... buổi offline ngày hôm nay đã kết thúc thành công tốt đẹp.Rất cảm ơn các bạn đã không ngại đường xá xa...

Bài Viết Mới

VLSI Testing – Phần 3: Testing Trong Quy Trình Sản Xuất IC

VLSI Testing – Phần 3: Testing Trong Quy Trình Sản Xuất IC

Bài viết nằm trong series về VLSI Testing Hình dưới đây mô tả các bước để làm ra 1 con chip. Sau khi chip đã được thiết kế hoàn chỉnh, một số con chip mẫu (prototype chip) sẽ được gửi về để test (prototype test). Sau khi quá trình testing hoàn tất và fix tất cả các...

VLSI Testing – Phần 2: Test Là Quá Trình Đưa Ra Quyết Định

VLSI Testing – Phần 2: Test Là Quá Trình Đưa Ra Quyết Định

Bài viết nằm trong series bài viết về VLSI Testing Các Khả Năng Xảy Ra Khi Test Chip Có 4 khả năng xảy ra khi test chip 1.True PASS: tất cả các tính năng của chip đều được test một cách chính xác, chip hoạt động tốt, không có defect nào cả. 2.Test escape: quá trình...

VLSI Testing – Phần 1: VLSI Testing (Chip Testing) Là Gì?

VLSI Testing – Phần 1: VLSI Testing (Chip Testing) Là Gì?

Bài viết nằm trong series bài viết về VLSI Testing. VLSI Testing là gì? VLSI testing, hay chip testing là quá trình diễn ra sau IC đã được sản xuất, nhằm xác định một phần hoặc toàn bộ chip hoạt động đúng tính năng hay không (PASS or FAIL).Testing là công đoạn bắt...

BẠN CHƯA BIẾT BẮT ĐẦU TỪ ĐÂU?

Sau nhiều năm tư vấn và đào tạo vi mạch cho hàng trăm bạn sinh viên, học sinh và phụ huynh, kết hợp với kinh nghiệm từ các anh chị kỹ sư vi mạch có nhiều năm kinh nghiệm, đây là tất cả những kinh nghiệm và tài liệu mà mình đúc kết, tổng hợp lại được thành một quy trình tìm hiểu ngành vi mạch để các bạn mình mới tham gia vào ngành có thể bắt đầu một cách hiệu quả nhất.

 

Bấm nút bên dưới để tìm hiểu về ngành, về nghề nghiệp cũng như những thứ bản thân cần chuẩn bị để tham gia vào hành trình trở thành kỹ sư vi mạch tuy có phần gian nan nhưng vô cùng thú vị bạn nhé!

LỘ TRÌNH TỰ HỌC VI MẠCHGROUP CHAT HỌC TẬP VI MẠCH