最後更新:2026年10月8日設計・架構晶片設計流程(RTL 至投片)中國大陸:布图规划(Floorplan)

平面規劃(Floorplan)是什麼

Floorplanning

平面規劃(floorplan)是在晶片實體設計的最初階段,決定晶粒尺寸、SRAM 等巨集的擺放、I/O 位置與電源網路骨架的工程。標準元件區域的使用率一般以 60~80% 左右為目標,若未在此階段預留繞線通道與電源條帶,之後的佈局繞線時序或 IR 壓降將無法收斂而必須重做。

目錄4 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關用語
  4. 比較文章

定義與原理

平面規劃(floorplanning)是晶片實體設計(佈局設計)的第一道工程,決定晶粒的大小與形狀、主要區塊與記憶體等巨集的擺放、輸入輸出(I/O)焊墊的位置,以及電源網路的骨架。常被比喻為建築物的平面圖,後續的佈局繞線都在這個框架內進行,因此平面規劃的好壞會大幅左右晶片的面積、效能與功耗。

平面規劃中決定的主要項目如下。(1)晶粒尺寸與核心區域:考量搭載的電路規模與繞線壅塞後決定,標準元件區域的使用率(utilization)一般以 60~80% 左右為目標。(2)巨集擺放:SRAM、類比 IP、PLL 等大型區塊的位置與方向。沿資料流動方向擺放,避免繞線迂迴。(3)I/O 與凸塊配置:與封裝的端子配置相互對應。(4)電源規劃:決定電源環(power ring)與條帶(縱橫的粗電源導線)的數量與寬度。

平面規劃的特點是失誤事後難以挽回。若巨集之間只留下狹窄通道,繞線會壅塞而使時序無法收斂;電源條帶不足,則會因 IR 壓降使電路變慢。問題若在佈局繞線或簽核階段才發現,就必須從平面規劃重做,因此一般會在初期就執行繞線壅塞與 IR 壓降的估算加以確認。

在先進節點中,平面規劃的考量事項持續增加。小晶片(Chiplet)架構需決定晶粒間介面(UCIe 等)的配置,3D 堆疊需決定 TSV 或混合鍵合焊墊的位置,背面供電(BSPDN)則需在初期階段就決定正反兩面繞線資源的分配。各 EDA 廠商也提供以機器學習自動探索巨集擺放的功能。

平面規劃(Floorplan)的常見問題

平面規劃與佈局繞線有何不同?
平面規劃是決定晶粒大小、巨集位置、電源網路骨架等大框架的工程;佈局繞線則是在該框架內排列數百萬~數十億個標準元件並連接導線的工程。平面規劃相當於房屋的格局,佈局繞線則相當於家具擺設與配線工程。
使用率(utilization)是什麼?
是可放置標準元件的區域中,實際被元件占用的面積比例。越高面積效率越好,但會失去插入繞線或時序修正用緩衝器的空間而不易收斂,因此一般設定在 60~80% 左右。

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