最後更新:2026年10月8日設計・架構晶片設計流程(RTL 至投片)

GDSII(光罩資料格式)是什麼

GDSII Stream Format

GDSII 是以各層多邊形與元件階層式參照來描述晶片佈局的業界標準二進位資料格式。是投片時由設計者交給晶圓代工廠的交付物,經 OPC 與圖形分割(fracturing)後成為光罩的寫入資料。誕生於 1970 年代、沒有壓縮機制,因此正逐步轉移至後繼的 OASIS(SEMI P39)。

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

GDSII(GDS2,Graphic Data System II)是用來表現晶片佈局的業界標準資料格式。以座標描述各層(layer)的多邊形、路徑、階層結構(cell 的參照)的二進位檔案,作為設計者將晶片佈局交給晶圓代工廠之「投片(tape-out)」的交付物,以及製作光罩的原始資料。1970 年代為 Calma 公司佈局系統所開發的格式,就此作為業界標準沿用至今。

GDSII 的基本要素包括:以層編號與資料類型組合區分的圖層、該圖層上的圖形(多邊形邊界 boundary、具寬度的路徑 path、文字 text),以及彙整圖形的 cell(structure)與其參照。由於具有多次參照同一 cell 的階層結構,即使是大量排列相同標準元件或 SRAM 位元單元的晶片,也能壓低資料量。哪個層編號對應哪一製造層,由 PDK 的圖層對照表定義。

GDSII 因為是舊格式而有一些限制。它沒有壓縮資料的機制,數值表示也有限制,因此在先進晶片中檔案可能達數百 GB。為此,SEMI 於 2004 年將 OASIS(SEMI P39)標準化為後繼格式。OASIS 在重複圖形的表示與壓縮上表現優異,可將相同資料縮小到數分之 1~10 分之 1 左右,在光罩資料處理中 OASIS 正逐漸成為主流。

投片時收到的 GDSII/OASIS 資料,會在晶圓代工廠端進行光罩資料處理(MDP)。經過 DRC 最終確認、插入虛擬圖樣、以光學鄰近效應修正(OPC)修正圖形、針對寫入設備的圖形分割(fracturing)後,以電子束寫入設備寫在光罩上。OPC 後的資料比原始佈局大好幾倍,因此光罩資料處理本身就成了大規模運算。

GDSII(光罩資料格式)的常見問題

GDSII 與 OASIS 有何不同?
兩者都是描述佈局的格式,但 GDSII 是 1970 年代建立的舊格式,沒有壓縮機制。OASIS 是 SEMI 於 2004 年標準化的後繼格式,在重複圖形的表示與壓縮上表現優異,可將相同資料縮小到數分之 1~10 分之 1 左右。在光罩資料處理中,OASIS 正逐漸成為主流。
GDSII 資料在投片後會如何處理?
在晶圓代工廠進行光罩資料處理,執行虛擬圖樣插入、光學鄰近效應修正(OPC)、針對寫入設備的圖形分割(fracturing)。之後以電子束寫入設備在空白光罩(mask blank)上寫入圖樣,製成光罩。

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