🏭 5.5 DFM設計：量産対応のためのレイアウト指針
DFM Design Guidelines for Manufacturability
🎯 本節の目的｜Objectives
- DFM（Design for Manufacturability）の基本概念を理解する
Understand the fundamental concept of DFM - 歩留まり・信頼性に配慮した設計手法を学ぶ
Learn layout strategies to enhance yield and reliability - Sky130 PDK における DFM 支援要素と設定項目を把握する
Explore DFM-support features in the Sky130 environment
🧪 DFMとは？｜What is DFM?
DFMとは、製造ばらつきや微細構造によるリスクに備え、
設計初期から量産対応を意識して設計を最適化する文化です。
📌 製品としての 再現性・歩留まり・信頼性を高める ことがDFMの目的です。
🧩 よくあるDFM課題と対策｜Common Issues and Solutions
| ⚠️ 課題 Issue |
🛠️ 設計対策 Design Strategy |
|---|---|
| 配線ピッチが狭い Narrow metal pitch |
Metal spacingを十分に確保 Apply tighter spacing rules |
| ビア信頼性不足 Via reliability issues |
冗長ビア配置（double via）を使用 Use redundant vias |
| 熱集中による劣化 Heat concentration |
GND/VDD配線の幅増し・分散配置 Distribute heat-generating cells |
| セル密度過多 High core density |
FP_CORE_UTILを低めに設定Reduce core utilization ratio |
| チップ端部の歪み Edge-related variation |
Well Tap・Filler Cellの配置徹底 Place filler/tap cells at edges |
🔍 Sky130におけるDFM支援要素｜DFM-Friendly Features in Sky130
| 📦 要素 | 🔍 説明 Description |
|---|---|
sky130_fd_sc_hd |
高歩留まり向け標準セル群 High-yield optimized standard cells |
well_tap_placement |
自動Well Tap配置 Auto-insertion of well taps in OpenLane |
antenna rule |
アンテナ効果による破壊防止 Prevent oxide damage from metal antenna effect |
fill cell insertion |
配線密度均一化ダミーセル Dummy fill cells for metal density balance |
⚙️ OpenLaneにおけるDFMパラメータ例｜DFM Parameters in OpenLane
| ⚙️ パラメータ Parameter |
📝 説明 Description |
✅ 推奨例 Recommended Value |
|---|---|---|
FP_CORE_UTIL |
セル密度（floorplan密度） Core utilization ratio |
0.35〜0.5 |
PL_TARGET_DENSITY |
配置密度の目標値 Placement target density |
0.5〜0.6 |
GRT_ALLOW_CONGESTION |
混雑ルーティングの許容 Allow routing congestion |
1（許容） |
✅ 本節まとめ｜Summary
- DFMは、再現性と歩留まりを高める設計手法の総称です
DFM ensures manufacturable and reliable layout designs - Sky130はDFMに配慮したセルやルールが多数含まれている
Sky130 includes various features to support DFM design - OpenLane設定や配置ルールもDFM観点で適切に調整が必要
Careful tuning of OpenLane parameters improves DFM compliance