半導体の設計は、以下のようなフローで行われます。
設計フローの説明。仕様検討、論理設計、論理合成、レイアウト設計、試作というフローで設計する

1仕様検討

顧客からの要求を把握し、半導体でどのような機能を実現する必要があるかを明確化する工程で、機能、性能、コストなど様々な視点で検討をします。
また、その機能をハードウェアで実現するか、ソフトウェアで実現するかも決める必要があります。
検討した結果については、「仕様書」にまとめます。

2論理設計

仕様書に基づき、求められる機能を設計専門の記述言語(Verilog HDLやVHDL)で記述します(=RTL記述)※注1。最近の半導体は、小さいチップに非常に多くの機能を搭載しています。そのような大規模な回路を手作業で設計すると、膨大な時間がかかってしまうため、プログラミング言語での設計が行われています。
また、記述したプログラムが問題ないかを確認するため、設計の後には、必ず検証(動作確認)を行います。品質の良い半導体を作るためには、各設計工程での検証作業は非常に重要です。(注1)RTL=register transfer level

3論理合成

機能素子には、AND、OR、NOTなどがある。

「②論理設計」で記述したものを、専用のツール(EDAツール)で半導体を構成する部品(機能素子)に変換します。

4レイアウト設計

結線情報に基づいて、数千万個の部品(機能素子)の配置と配線を決めます。
配置、配線も専用のツール(EDAツール)で行いますが、様々な制約を考慮した上で、設計者が配置や、配線経路を考える必要があります。

5その他設計

上記以外にも、半導体を作るためには様々な設計が行われています。
例えば、アナログの信号を処理するための「アナログ回路設計」、仕様で決まった機能をC言語等のプログラムで実現をする「ソフトウェア設計」、各設計で使われる専用ツール(EDAツール)を導入、支援する「EDA設計」等。これらの設計が行われて、一つの半導体が完成します。

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