Technology File(.tf)과 TLU+/QRC 파일이란 무엇인가요?

Technology file(.tf), TLU+(.tluplus), QRC tech file(.qrctech)은 공정의 물리적 특성을 기술하는 파일들입니다. Metal layer의 두께, 저항, 유전율 등을 포함하며, P&R tool의 RC estimation과 extraction tool의 정확한 RC 계산에 사용됩니다.

Technology File(.tf) 예제

# example.tf (Synopsys format)
Technology {
    name = "example_7nm"
    dielectric = 3.2
    unitTimeName = "ns"
    timePrecision = 1000
    unitLengthName = "um"
    lengthPrecision = 1000
    gridResolution = 0.001
}

# Metal layer 정의
Layer "M1" {
    layerNumber = 31
    maskName = "metal1"
    isDefaultLayer = 1
    pitch = 0.064
    defaultWidth = 0.032
    minWidth = 0.032
    minSpacing = 0.032
    unitMinThickness = 0.040
    unitMinResistance = 12.5    # ohm/sq
    unitMinCapacitance = 3.5e-5  # pF/um^2
    maxCurrDensity = 2.0         # mA/um
    fatTblDimension = 3
    fatTblThreshold = (0.0, 0.100, 0.200)
    fatTblSpacing = (0.032, 0.050, 0.070)
}

Layer "VIA1" {
    layerNumber = 51
    maskName = "via1"
    isDefaultLayer = 1
    unitMinResistance = 4.5  # ohm per via
}

Layer "M2" {
    layerNumber = 32
    maskName = "metal2"
    pitch = 0.064
    defaultWidth = 0.032
    minWidth = 0.032
    minSpacing = 0.032
    unitMinThickness = 0.040
    unitMinResistance = 12.5
}

# Design rule
ContactCode "VIA1_1x1" {
    contactCodeNumber = 1
    cutLayer = "VIA1"
    lowerLayer = "M1"
    upperLayer = "M2"
    cutWidth = 0.032
    cutHeight = 0.032
    upperLayerEncWidth = 0.010
    upperLayerEncHeight = 0.010
    lowerLayerEncWidth = 0.010
    lowerLayerEncHeight = 0.010
}

.tf의 주요 정보

unitMinResistance(ohm/square)는 metal의 sheet resistance입니다. Wire의 resistance를 계산할 때 사용합니다: R = Rs × (length / width). unitMinThickness는 metal 두께로, capacitance 계산에 영향을 줍니다. fatTblSpacing은 wide wire에 대한 spacing rule입니다. Wire가 넓어질수록 더 큰 spacing이 필요합니다.

TF, ITF, QTF 등 다양한 TF들이 있습니다..... TF는 파운드리가 각자의 솔루션으로 만듭니다.

TLU+ 파일이란?

TLU+(Table Look-Up Plus)는 Synopsys tool이 사용하는 RC estimation 모델입니다. Metal layer의 cross-section 정보(두께, 간격, 유전율)를 기반으로 사전 계산된 RC table을 담고 있습니다.

# TLU+ 파일은 바이너리이므로 직접 읽을 수 없음
# 생성 명령 (grdgenxo tool)
grdgenxo -itf example.itf \
         -process example_7nm \
         -o example.tluplus

# ICC2에서 TLU+ 로드
read_parasitic_tech -tlup max_tluplus \
    -layermap layer.map

TLU+ 파일은 RC corner별로 별도 생성합니다. max(worst capacitance), min(best capacitance), nominal 등이 있으며, P&R tool이 placement/routing 중 RC를 빠르게 추정하는 데 사용합니다.

QRC Tech File(.qrctech)이란?

QRC(Quantus RC extraction)는 Cadence의 parasitic extraction tool이 사용하는 technology 파일입니다. Synopsys의 TLU+와 동일한 역할을 하지만, Cadence tool 생태계에서 사용됩니다.

# QRC tech file 구조 (개념적)
# Cadence Quantus/QRC extraction에 사용
technology {
    name = "example_7nm"
}

metal M1 {
    thickness = 0.040
    min_width = 0.032
    min_spacing = 0.032
    sheet_resistance = 12.5
    area_capacitance = 3.5e-5
    edge_capacitance = 4.2e-5
}

dielectric ILD1 {
    thickness = 0.060
    permittivity = 3.2
}

Layer Map 파일(.map)

# layer.map
# LEF/DEF layer name -> GDS layer number mapping
# LEF_name    GDS_layer  GDS_datatype
M1            31         0
M1_pin        31         10
VIA1          51         0
M2            32         0
M2_pin        32         10
poly          5          0
diffusion     1          0
nwell         2          0

Layer map은 LEF/DEF에서 사용하는 layer 이름과 GDSII에서 사용하는 layer 번호를 매핑합니다. GDS 출력 시, DRC/LVS 실행 시 layer 대응에 사용됩니다.

정리

.tf는 P&R tool의 공정 정보, TLU+/QRC는 RC estimation/extraction 모델, layer map은 layer 이름-번호 매핑입니다. 이 파일들이 정확해야 P&R의 RC estimation과 extraction의 정확도가 보장됩니다.