一個IC佈局工程師的成長過程--1

    Bill是Can't Tell公司的佈局設計師。五年來，他都負責製造COMS I/O類型的佈局。而這五年他也只在這塊領域打轉。

    在這工作期間內，不斷的做I/O佈局，如此一成不變的工作，也讓Bill覺得很無聊。當然，Bill曾試著與經理溝通，希望能獲得其他有興趣的工作，卻遲遲無法到經理的認同。為了改變現下的窘境，Bill決定尋找新的工作，脫離這枯燥乏味的生活。

    很幸運的，Bill在公司網站發現，在三棟大樓旁，有一個新成立的部門正好有佈局設計師的空缺。興奮的Bill馬上利用空餘的時間走到第四大樓查看有關這工作的相關作業。或許這份新的職位對他來說會是個挑戰。但Bill仍申請了這份工作，並且通過了面試，調到了這新的部門。

    由於這個部門是新的，而Bill是他們的第一位佈局設計師。因此所有電路設計師都非常歡Bill的加入。在Bill加入之前，他們都沒有真正享受過工作，每次有關佈局的部分都是電路設計師們自己完成。所以他們非常希望能有熟用這套軟體及了解佈局設計細微的人加入。

Rufus McNab是這個新部門的經理，他將Bill介紹給部門裡全部的同事，特別是Ted，Ted對電路設計的經驗已經有二十年了，而他也是Bill的第一個工作夥伴。

當Bill見到Ted時，Ted說：「嘿，終於有佈局設計師了！我們真的很高興看到你。」

    Bill說：「謝謝，這裡真的很不錯。我對即將迎接的工作感到無比興奮。」

    Ted又說：「我們有兩個消息，一個是好消息，一個是壞消息。好消息是我們有個簡單的晶片讓你起手。壞消息則是，我明天開始有個假期，這一個禮拜左右可能讓你自己佈局。」

    「好的，沒有問題。那我們要盡快的一起討論這個設計。」Bill說。

    「當然。今天下午兩點如何？」Ted說。

    「太好了！」Bill回答。

    在剩餘的早晨時間，Bill認真的看著他要用的新製程手冊。心中卻感到無比的喜悅，因為這跟過去五年在Can't Tell公司使用的製程相當相似，只有些些微的不同，整體來說，這就像他平常所使用COMS製程。

    時鐘滴答滴答的響，隨著兩點的到來，會議即將開始。

    「嗨，Bill。」Ted打招呼說，「關於這個案子我們會給你個我們工作使用的小型晶片。依我們對這套軟體的了解，這份工作對你來說應該是非常簡單的。」

    「這裡有份整合的資料給你。」Ted接著說。「如你所見，這是一個24pin的封裝，這個晶片主要由四個OPA運算放大器所組成，每個OPA都有各自的供給，你應該可以在晶片上佈出其中一個電路，然後再重複做三次。」

「這看起來挺簡單的。」Bill說。

    「對阿，它是個非常簡單的積體電路。」Ted回答。

    「你有電路圖嗎？」Bill問

    「是阿，當然有。」Ted回答。

    「哇，這看起來真簡單。」Bill評論道。「他有什麼功能？」

    「它是個差動運算放大器，在不影響運作下，我們希望能從外部調整偏壓。這就是為什麼有另外一支接腳的原因。我們只是想看這製程有多好和看看有什麼其他的功能。你知道的，只是檢查而已。畢竟它是個新的製程。」

    「好的。」Bill插嘴道，「我會閱讀製程手冊。」，Ted點頭示意。

    「關於這個運算放大器的電流有做調整嗎？」Bill問。他在問的同時匆匆的記錄下這個電路。

    「那是個合理的電流大小。雖然不是完美的，但你不需要擔心這點。」Ted答道。

    「噢好，聽起來挺簡單的。那麼有需要我擔心任何關於匹配的嗎？」Bill問。

    「是的，COMS材料通常都要。你知道的，只要確定輸入匹配就可以了。」Ted上前觀看，以免Bill還有任何問題。

    「太好了，我現在就開始。」Bill斷定的說

注意!!!
Bill展現他好的工作習慣。
1.他問了三個初步的問題。
2.跟電路設計師溝通。
3.閱讀製程手冊。
4.注意到「差動」這個詞
5.作筆記。

    很幸運的，Can't Tell公司相當重視軟體部分，所以他們擁有來自Kaydunce公司的最先進軟體。在抄下了晶片的相關資訊後，Bill便向Ted詢問電路檔案的存放位置，開啟了他的佈局軟體。

Bill很快的開啟工具集，尋找OPA運算放大器電路，並自動產生MOS元件。然而，產生後，首先看到的卻是笨重的MOS元件。每個MOS元件都是條狀的，細細長長，不僅如此，每一組NMOS元件還各自分裂成兩個。

    還好Bill在I/O這方面的經驗足夠，他了解這樣的問題必須找Ted改變電路圖，才能產生又好又瘦的佈局。

    不過在他跟Ted討論元件尺寸之前，Bill先花了半小時做測試，在保持元件有效閘極寬度的情況下，各種不同MOS的尺寸選項。Bill試著找到一個又好又簡單而可以把MOS元件分裂的方法，讓它們適合用在緊湊的佈局設計。Bill認為與其抱怨，不如試試其他方法，而這方法或許對Ted來說會是個不錯的方案。

注意!!!
Bill不滿意由工具所產生的初始元件尺寸。
他相信做元件有更好的方法。
在回報電路設計師之前，他找到了解決方案。
藉由把MOS元件分割成更小的區塊，展示了他基本佈局技術的知識。

這些都是好的佈局設計練習範例。作為一名佈局設計師，無論何時都要展用技巧與練習，而這些積極的行為會使自己樂於工作。

    然而，Bill錯過了一些針腳。輸入元件被一分為二。這些有匹配需求的電路通常都是有跡可循的，而這將會更重視學習經驗。同樣的，Bill在測試前沒有詢問關於晶片尺寸與封裝限度的問題，這些問題的產生都可能讓他前功盡棄。

    此外，Ted忙於他的假期，沒有給予Bill明確的回答。忽略了給予佈局設計師充分的重視。

    在測試及調整元件半小時之後，Bill找到一組他覺得可以好好工作的元件尺寸。而他相信這些元件尺寸將會給他一個好的、緊密的佈局。

因此，Bill回去找電路設計師Ted。

談話是這樣的。

    「嗨，Ted，我看過了你的元件尺寸，但它們似乎不太正確？」Bill說。

    「是的。」Ted同意的說，「我想你會回來跟我抱怨關於元件尺寸的問題。我的電路設計還沒完成，還在等人給我意見呢！」

    「酷！」Bill說，「我已經測試過尺寸了，還有些建議，我想你會找到你接受的。我們可以透過fire up工具，讓你看看我的建議。」

    Bill給Ted看他所建議的元件尺寸。Ted接受的說：「太好了，這些比我之前的尺寸還要更好，我有注意到你仍保持相同的gate有效寬度，所以這應該不會有任何問題。」

    Bill很快的把電路圖畫在一張紙上，然後說：「這就是他們的樣子，這兩個大的PMOS元件在電路頂部大致呈現正方形。而這個輸入元件相當的瘦長，跟輸入元件一樣。」

    「讚！」Ted說，「那我想這樣的電路會工作的很好。」

    然後Bill補充道：「你確定沒有其他我應該要知道的事情嗎？」

    「嗯，是的。」Ted說，「還有就是常用的電流材料以及常用的匹配材料需要擔心。除了那個之外就真的沒有了。所有你要的都在電路圖裡，應該有沒問題了。我想你也準備好了。我會把電路圖裡元件的尺寸更改成給我的尺寸。我差不多再十分鐘之後就要走了，但我會在離開之前做完，下星期見。」

    「好的。」Bill說。

注意!!

    Ted沒有全力以赴。他沒有注意到，Bill把輸入元件從雙元件改成單元件。Bill維持著閘極連接的有效寬度，因此所有電性都是一樣的。然而Ted忘記這將會影響他的匹配需求。