この工程の要点
半導体の回路を設計し、製造に使う設計データを作る工程。
段階：設計
解説
回路設計は、半導体チップに持たせたい機能を、トランジスタや配線からなる回路として具体的な形に落とし込む工程である。製造工程の前段に位置し、成果物はフォトマスクを作るための図形データとして製造側に渡される。
設計を担うのは、工場を持たないファブレス企業や、設計と製造の両方を行うIDM（Integrated Device Manufacturer、垂直統合型デバイスメーカー）である。ファウンドリは、顧客の設計データをもとに製造を請け負う。
設計は、おおまかに次の流れで進む。まず、仕様を決め、チップ全体の構成を定める。次に、回路の動作をハードウェア記述言語で書く論理設計を行う。書いた記述は、論理合成によって、論理ゲートの接続情報に変換する。続いて、素子や配線の位置を決める配置配線を行い、チップの物理的な図面であるレイアウトを作る。
検証は、各段階で行う。動作が仕様どおりかを確かめる検証に加え、レイアウトが製造側の定める設計規則を守っているか、回路図とレイアウトが一致しているかを検査する。問題が見つかれば、前の段階に戻って修正する。
設計には、EDA（Electronic Design Automation、電子設計自動化）と呼ぶソフトウェア群を使う。種類は、論理シミュレータ、論理合成ツール、配置配線ツール、設計規則の検査ツール、回路図とレイアウトの照合ツールなどである。設計済みの回路ブロックを部品として再利用することも多い。これらのソフトウェアは、高性能な計算機の上で動かす。
製造後には、半導体テスタで動作を確かめる。そのため、試験をしやすくするための回路を、設計の段階で組み込む手法もある。
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定義と範囲
営業利益率は、全社の連結の数値です。半導体事業だけの数値ではありません。
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関係する用語
- チップレット：機能ごとに分けて作った小さなチップを、一つのパッケージ内で組み合わせて一つの製品として動かす方式。
- EDA(設計ツール)：半導体の回路を設計し、検証し、製造用のデータにまとめるためのソフトウェアの総称である。
- ファブレス：自社で半導体の製造工場を持たず、設計と販売に特化して製造を外部に委託する事業形態。
- IDM(垂直統合型)：設計、製造、組立、検査などを自社内で一貫して行う半導体メーカーの形態。
- フォトマスク：半導体の回路パターンを描いた原版で、露光時に光を通してウェーハ上のレジストへパターンを転写するために使う。