偏差（variation）的分类

开篇。

要了解ocv aocv socv pocv等概念，需要先了解与之相关的variation的概念，其实各种ocv其实就是对variation的数学抽象，区别仅是哪种更为精确。

 

如图，偏差可分为工艺偏差，温度偏差，电压偏差。设计中引入各种偏差的目的是使得我们的电路能够在我们设计的PVT的整个范围内，都能够正常工作。

工艺偏差（process variation）

工艺偏差，指的是芯片在生产过程中引入的偏差，可以分为全局工艺偏差，局部工艺偏差。

全局工艺偏差 （global process variation）

全局工艺偏差，包含了相同wafer中die与die之间以及wafer与wafer之间，lot与lot之间的偏差。

单元库需要包括多个不同PVT条件下的时序库。

通过不同PVT下单元库进行电路进行特征化进行的。在芯片进行签收（signoff）时需要在多个不同的PVT下进行，就是为了弥补不同的全局工艺偏差。

由于历史的原因，比较老的工艺下，对单元库进行特征值提取时，也会考虑的局部工艺偏差（从名称上，ssg ffg则是指的global工艺偏差 ，ss ff则表示也包含了local工艺偏差）。而这会引入不必要的悲观，在先进工艺下，已经不再采用这种方式，在后续的章节中我们再进行介绍。

局部工艺偏差 （local process variation）

局部工艺偏差， 则指的是同一个die内部，不同位置的process上的差别。

对于局部工艺偏差，需要包含在我们的OCV设置中，而OCV设置的方法有一下几种：On-chip VariationAdvanced OCV（AOCV）POCV (LVF)

温度偏差 （temprature variation）

晶体管的速度会受到温度的影响而变化。对于金属互联线，温度影响较小。

温度偏差包括了环境温度，以及由于芯片运行所导致的温度升高。

环境温度容易测量，但是真正对晶体管的影响表现在结温（junction temprature)。

结温是环境温度以及芯片本身运行所导致的温度升高之和。

真正对晶体管产生影响的实际上是结温。

而且结温通常会远高于环境温度。

例如，对于工业级芯片，环境温度多会处于-40C以及85C之间。但是在进行signoff时，往往需要进行125C的signoff。

对于工艺库中的标称温度，同样也指的是结温。如果想知道结温与环境温度的关系，则需要根据不同的封装的参数进行热仿真来获得。

对于军用级芯片，往往-40C~125C的结温范围仍然不够，这样则需要提供额外PVT条件下的时序库或者增加相应的余量以便能够覆盖超出的温度范围。而这部分的余量，可以增加额外的derating，也可以通过设置更大的uncertainty值来实现。

 

备注：通常来说，温度的升高会导致cell的延迟增大，但是由于先进工艺中存在温度反转的现象，仅仅在高温下进行setup的时序检查已然不够。因此，也需要同时检查最高温度以及最低温度下的setup时序。

电压偏差 （voltage variation）

电压偏差的来源有多种，例如电压源精度，电源网络的电压降，环境噪声，mos管活动本身都会导致电源网络的电压的变化。

现实中是不存在一个理想的电压源的。

因此，芯片需要在一个电压范围内都能够正常工作。

我们拿到的时序库，通常会覆盖标称电压（nominal voltage）的±10%的范围，就是这个原因。

 

待续

目前相当于素材积累阶段。主要是大纲还没想好。