產品煥新 | EsseMDC：優化驗證流程的制造端利器
在半導體制造領域，隨著工藝節點不斷演進，設計復雜性和工藝挑戰呈指數級增長。傳統物理驗證工具在應對先進工藝的光學鄰近效應、版圖一致性等問題時，往往面臨效率低、內存占用高、規則覆蓋不全等瓶頸。而物理驗證作為芯片流片前必不可少的最后一道檢查工序，從設計到光罩的每個環節一旦出現驗證疏漏，都可能導致流片返工甚至巨額經濟損失。
針對于此，國微芯自主研發的芯天成?制造端物理驗證工具—— EsseMDC持續更新升級，集成了自研高性能統一數據底座SMDB，更是搭載了強大的幾何圖形引擎和先進的版圖集成工具?；谶@些特性，該工具支持版圖規則檢查、高速精準計算、版圖拆分、 豐富的基于規則（rule - based）的掩模版修正，芯片特征圖形尋址分析等功能。其主要應用于芯片制造企業、光罩廠和測試機臺，能夠針對大規模芯片版圖數據開展工藝規則檢查、各類制造友好類優化處理及掩膜規則檢查等工作。
一、痛點鎖定：設計到制造端結構性挑戰
受限于設備壁壘、工具生態與技術迭代等多重因素，國內設計到制造端環節正面臨一系列結構性挑戰：
1、國產設備受限：高端設備發展受阻，關鍵設備采購困難，尤其光刻機EUV供應完全中斷，短期難改善，嚴重制約國內先進工藝推進。國產工藝需依賴多重曝光等復雜高成本技術應對，既增加制造難度與成本，又對版圖處理提出更高要求。
2、物理驗證流程割裂：傳統模式下，版圖邏輯處理、工藝檢查、掩膜生成等關鍵環節工具分立，缺乏有效集成與協同。數據在工具間流轉需頻繁轉換格式和重復加載，既大幅降低效率，又增加數據出錯風險，影響驗證準確性與流片的成功率。
3、物理驗證效率瓶頸：超大規模芯片復雜度提升使版圖數據量爆發式增長，傳統版圖拆分工具難在規定時間內高效完成拆分。同時，OPC校正、雙重曝光等先進技術應用使驗證規則劇增，傳統引擎解析效率低，導致驗證低效，難滿足現代制造對速度和準確性的要求。
設備受限導致工藝難度陡增，流程割裂加劇了數據流轉風險，效率瓶頸則直接拖慢了整體流片進度。國內設計到制造端的這三大結構性挑戰相互交織，形成了難以突破的發展桎梏。
二、破局之道：技術?生態?效率三維破解制造端困局
（一）技術研新 —— 特色工藝適配與全流程協同
國微芯技術團隊深耕國內半導體產業實際痛點，緊扣集成電路產業鏈最緊迫的現實需求，針對性構建制造端全流程解決方案，形成三大核心突破方向：
1、國內特色工藝場景覆蓋：聚焦國內先進工藝對替代技術的強依賴，深度適配多重曝光（DPT/TPT/QPT）、冗余金屬填充（Dummy Fill）、DFM偏置優化（DFM Bias）等關鍵工藝環節，通過精準的版圖拆分算法與工藝規則校驗機制，確保超大規模版圖與光罩數據在復雜工藝下的合規性與兼容性。同時，整合版圖邏輯處理、圖形優化及完整性檢查功能，實現對Foundry Layout與Post-OPC Layout驗證需求的無縫適配，為在國產設備受限情形下實現替代工藝的穩定落地提供技術支撐。
2、全流程版圖協同處理：打破傳統驗證工具“碎片化”壁壘，構建從設計到光罩數據的全鏈路閉環處理體系。通過原始設計數據、邏輯運算、光罩數據處理的深度集成，消除多工具切換導致的數據格式轉換損耗與重復加載成本，實現“邏輯處理→規則校驗→圖形優化”的層層遞進式協同。同時，無縫對接OPC修正、圖形分割及光罩數據生成等環節，滿足晶圓廠與光罩廠的跨場景協同驗證標準，從源頭保障設計到制造數據的“零偏差”傳遞，大幅降低工藝風險與協同成本。
3、驗證環節效率提升：針對超大規模版圖處理的算力瓶頸，EsseMDC依托自研強大幾何圖形引擎與版圖集成工具EsseDBScope，采用高效I/O架構與低內存占用技術，顯著提升超大版圖加載速度與運算效率。通過優化內存調度機制與數據壓縮算法，解決傳統工具“加載慢、卡頓頻繁、運行崩潰”等問題，同時增強對爆炸式增長的工藝規則（如OPC校正、多重曝光相關規則）的解析能力，確保在有限時間內完成高精度驗證與版圖拆分，突破算力桎梏。
（二）應用場景：鞏固掩模制造規則檢查防線
掩模制造解決方案：用于芯片制造企業（Fab）、光罩廠（Mask shop）和測試機臺對大規模芯片版圖數據進行的工藝規則檢查、各種制造友好類的優化處理和掩膜規則檢查等。
（三）生態賦能—— 筑牢協同驗證基石
1、打通數據流轉壁壘：一站式掩膜全流程驗證服務，全環節無需數據格式轉換或工具切換，精度完全匹配工業標準；
2、高效協同計算：所有工具計算均支持分布式、云計算加速，單機運行支持220+ CPU核心協同計算，分布式運行支持2000+ CPU核心協同計算；
3、兼容適配現有體系：工具兼容LSF任務調度系統，兼容Centos 7、Centos 6、Ubuntu 22.04、RedHat 7等操作系統，確保與現有環境無縫銜接。
三、協同謀新：推動制造端驗證效率進階
國微芯-營銷中心總經理 鄧金斌：“國微芯深耕半導體制造端物理驗證領域，EsseMDC工具的升級，正是我們與伙伴協同攻堅的成果。這款工具聚焦國產制造痛點，以全流程協同打破壁壘、用高效算力提升效能。未來，我們將持續融合產業鏈智慧，深化與芯片制造企業、光罩廠的技術協同，共筑半導體制造端自主可控的堅實防線。”
某大型機臺設備公司-軟件負責人：“EsseMDC強大的功能和高效的表現為我們提供了有力支持。該工具深度覆蓋了我們對復雜制造規則檢查的需求，支持包括間距檢查、面積檢查、金屬密度計算、SRAM區域提取、pattern識別等關鍵制造端檢查和計算規則。該工具的規則檢查功能非常全面且精準，確保設計數據完全符合制造工藝要求。其高效的算法大大縮短了檢查時間，顯著提高了我們的工作效率。”
國微芯將以EsseMDC為核心支點，持續深耕半導體制造端物理驗證領域的技術突破，加速與晶圓廠、光罩廠、設計企業的深度聯合攻關，通過 “工具 - 工藝 - 產線” 的閉環驗證體系，把技術創新轉化為產線實際生產力，助力突破先進工藝量產瓶頸。最終，以自主可控的EDA工具鏈為紐帶，推動國內半導體制造環節形成 “設備受限下的軟件突圍” 路徑，為構建安全可靠的產業鏈生態提供核心支撐。
