スタンダードセルとは？

最終更新日 2023年09月07日

用語解説 - JEITA JSIA Semiconductor Board には、以下のとおり書かれています。(この記事の公開年月日は不明)

ASIC の一種。セミカスタムLSIともいう。ゲートアレイよりもカスタム色が強い。あらかじめ設計され標準化されている機能セルを組み合わせて配置・配線する。チップ全体を設計するゲートアレイに比べてセルは最適設計されておりチップ面積の無駄も少ないが， チップごとにすべてのマスクを作成する必要があるため開発費が高く，開発期間も長くなる。

ASIC とは Application Specific Integrated Circuit の略であり、特定用途向けに設計・製造される IC のことです。

顧客が特定用途向けに設計した IC をカスタム IC と呼び、基本となる回路がある状態から設計する場合はセミカスタム IC、何も回路がない状態から設計する場合はフルカスタム IC と呼びます。

LSI とは Large Scale IC の略であり、回路の規模が大きい IC のことです。一般的に IC は LSI と言えるほど回路規模が大きいものが多いので、同記事では LSI という呼び方を使っていると思われます。

ゲートアレイも ASIC の一種であり、何らかの回路構成の単位をセルと呼びますが、この基本となるセルが格子状に並んでいる状態から顧客は設計します。顧客は、基本セルの内部や基本セル同士をどのように配線するのか設計します。

スタンダードセルはゲートアレイに似ていますが、顧客が設計する前に存在する基本となるセルは既に何らかの機能を有している点が特徴のようです。

基本となるセルは、何らかの機能向けに設計することができますので、できるだけ基本セルの面積が小さくなるように設計することができ、チップ全体の面積の使用効率が向上すると考えられます。

マスクとはフォトマスクを略した用語であり、ウェハと呼ばれる半導体の大きな基板に回路を作成する際に使います。フォトマスクとは写真のネガフィルムのようなものであり、フォトマスクに回路を描き、フォトマスクに光を当ててウェハに回路を転写するイメージとなります。

配線まで終わったらウェハを小片に切り出し、この小片をチップと呼びます。1枚のウェハに対して、同じチップを複数作成します。

ゲートアレイでは基本セルがある状態の設計を共通化するので基本セルを作成するために使うフォトマスクも共通化できますが、スタンダードセルでは基本セルがある状態の設計を共通化しないのでフォトマスクを共通化できず、フォトマスクの作成にかかる開発コストが高くなり開発期間が長くなると考えられます。

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