Interactive Chip Design Textbook

코드에서
마스크까지

칩은 Verilog 코드 몇십만 줄로 시작해, 수십억 개의 사각형이 담긴 파일 하나로 끝난다. 그 사이에서 코드는 게이트가 되고, 게이트는 표준 셀이 되어 자리를 잡고, 금속선으로 이어지고, 타이밍과 전력과 설계 규칙을 통과한 뒤, 빛의 회절을 미리 계산해 비튼 마스크가 된다. 이 교과서는 그 길을 시뮬레이터로 직접 걸어 보며 배우고, 레이아웃의 사각형 하나하나가 ProcessBook의 어떤 공정 단계가 되는지 단면으로 확인한다.

16개 챕터50여 개 시뮬레이터·게임DRC·LVS·단면 엔진ProcessBook 자매편
INV_X1

RTL → 합성 → P&R → 타이밍 → DRC → OPC → 마스크

책의 순서가 곧 칩 설계의 순서다. 마지막 칸부터는 자매편 ProcessBook이 이어받는다.

02RTLVerilog로 레지스터와 논리를 적고 검증 03합성불 최적화 · 기술 매핑 → 넷리스트 04표준 셀게이트 하나의 레이아웃과 레이어 05–07P&R플로어플랜 · 배치 · CTS · 배선 08–09타이밍 · 전력STA · 슬랙 · IR 드롭 · EM 10DRC · LVS만들 수 있나, 맞는 회로인가 11OPC찍히도록 마스크를 비틀기 12마스크GDS → 분할 → 전자빔 → 레티클 14한 번에식 한 줄로 위 단계를 모두 돌려 GDSII까지 ProcessBook제조마스크 1~10으로 CMOS를 쌓는다 ↗

직접 해 보기

읽기 전에 먼저 만져 봐도 좋습니다. 이 책에서 가장 손이 많이 가는 다섯 곳입니다.

🧩 칩 하나 끝까지식 한 줄 → 합성 → 배치 → 배선 → STA → DRC·LVS → 마스크 → 진짜 GDSII 파일 🧊 3D 셀 뷰어표준 셀이 공정 단계마다 솟아오른다. 평면 셀과 FinFET 셀 비교 🌉 ProcessBook으로 넘기기레이아웃 절단선을 ProcessBook 공정 엔진의 49단계 레시피로 다시 쌓기 ✏️ 레이아웃 실험실사각형을 그리면 DRC·LVS·단면이 실시간으로. 셀을 이어 BUF·AND2 만들기 🎮 도전 과제타이밍 클로저, 배선 퍼즐, DRC 위반 찾기, 멀티 패터닝 색칠 · 배지 13개

설계와 제조가 만나는 곳

표준 셀 하나의 레이아웃 레이어는 ProcessBook 12장 공정 흐름의 마스크 번호와 그대로 대응된다. 자세한 대응과 절단선 단면 시뮬레이터는 4장에 있다.

레이아웃 레이어마스크웨이퍼에서ProcessBook
OD (활성)1반전 → STI 트렌치·갭필·CMP6·10장
NW (N-웰)2 · 3p/n 웰 주입·어닐8·9장
PO (폴리)4게이트 노광·식각4·6장
NP · PP5–8LDD · S/D 주입 (자기 정렬)8장
CO (콘택)9PMD 식각 · W 채움 · CMP7장
M110구리 다마신11장
OD ∩ PO레이아웃에서 트랜지스터를 정의하는 단 하나의 연산
9 × 140 nmEDU45 셀 높이 = 트랙 수 × M1 피치
190 nm게이트 피치 CPP. 셀 폭의 단위
0 장스페이서·실리사이드에 쓰는 마스크 수. 자기 정렬

숫자로 보는 칩 설계

이 교과서를 끝내면 아래 숫자가 어디서 나오는지 설명할 수 있게 됩니다.

~15 psFO4 인버터 지연. 칩 속도를 재는 단위 (EDU45)
T + Δ − tsu데이터가 도착해야 하는 마감. 홀드는 주기와 무관하다
L² → L리피터가 바꾸는 긴 배선 지연의 차수
αCV²f동적 전력. 전압 10%가 전력 19%
수천 개첨단 공정의 설계 규칙 수. 모두 공정 한계에서 온다
10¹¹ 샷OPC 후 마스크 한 장을 전자빔으로 그리는 횟수

전체 챕터

순서대로 읽어도 좋고, 관심 있는 단계부터 골라 읽어도 됩니다. 각 장은 개념 → 그림 → 수식 → 시뮬레이터 → 퀴즈 순서로 구성됩니다.

추천 학습 경로

목적에 따라 이렇게 읽어 보세요.

입문 · 전체 그림

설계가 처음이라면. 흐름과 표준 셀, 그리고 직접 그려 보기.

프런트엔드

RTL·검증·합성. 코드가 게이트가 되기까지.

물리 설계 (P&R)

플로어플랜부터 배선까지, 알고리즘을 직접 돌려 본다.

사인오프

타이밍·전력·DRC·LVS. 테이프아웃 전 마지막 관문.

설계 ↔ 제조

레이어가 마스크가 되고 공정이 되는 길. ProcessBook과 함께.

직접 만들어 보기

원리는 대충 알고 바로 그려 보고 싶다면.

Book 시리즈

같은 방식으로 만든 인터랙티브 반도체 교과서 시리즈입니다. 설계에서 그린 사각형이 제조에서 어떻게 만들어지는지 두 책을 오가며 보세요.

PROCESSBOOK ↗반도체 제조 공정 교과서모래에서 트랜지스터까지. 노광·식각·증착·이온 주입·CMP·열처리를 2D 단면 공정 엔진으로. DESIGNBOOK · 지금 읽는 책반도체 설계 교과서코드에서 마스크까지. 합성·P&R·타이밍·DRC·LVS·OPC·마스크 제작을 시뮬레이터로.

이 사이트 사용법

읽기개념과 직관을 먼저. 영어 용어는 괄호로 병기합니다.
보기SVG 도해와 레이아웃·단면 뷰어로 구조를 머릿속에 그립니다.
바꿔 보기슬라이더를 끝까지 움직여 보세요. 위반이 나는 경계에서 배웁니다.
그려 보기13장 실험실에서 셀을 직접 그리고 DRC·LVS를 통과시킵니다.
확인하기장마다 퀴즈, 마지막 장에서 종합 퀴즈로 마무리합니다.