千万门级芯片到底是多大规模？

我们经常会听到说，我做了一个千万门级的芯片。或者可能面试官会问你，你做过多少门规模的芯片？那么这里的“门”，指的是什么？而所谓千万门级（100 million gate）的芯片到底是多大呢？

其实，这里所说的门，是“等效门”的概念。

等效门（equivalent gate）也称为等价门，是描述与制造技术无关的电路设计的复杂程度的基本单位。

业内，通常以驱动强度为1的nand2标准单元的面积作为等效参考。

下面就详细介绍一下。

在现在的数字芯片，是用非常多的标准单元，在加上一些大的Hard marcro（例如，analog IP，memory等）所组成。

下图是一些常用的标准单元相对于nand2的等效门数。

 

对于那些大的hard macro，可能会等效于数千个等效门。

门的计算方法就是用cell的面积，直接除以对应工艺的nand2的面积就可以了。

这里需要注意的是经常所说的instance数目的区别。

通常 instance数目会远远小于门的数目。

根据经验值，大概的估算公式是：Gate 大概等于instance数目的4~5倍。

所以，一个大概一千万门的芯片，大概的instance数目为200~250万。

那么，一个芯片的晶体管数目呢？门的数目再乘以4吧。

end

思考一下，业内为什么用门数来衡量芯片的规模呢？

门数试图描述的是一个与工艺无关的逻辑复杂度的概念。我们可以通过门数，乘以任意一个工艺中nand2的面积，就可以估算出在这个工艺下，芯片的大概面积(确切的说，是综合之后的面积)。