이 질문 뒤에 면접관이 확인하려는 것은 따로 있습니다.
학부 물리 설계 수업에서 PnR 프로젝트를 하면서 전력 그리드 메쉬와 클럭 분배를 처음 다뤘습니다. 전력 그리드에서 스트랩 간격이 좁을수록 IR 드롭이 줄어들지만 면적 비용이 커진다는 트레이드오프를 배웠습니다. IR 드롭 분석 결과에서 핫스팟이 보이면 해당 구간에 스트랩을 추가하거나 셀 배치를 조정하는 방식으로 개선했습니다. 클럭 트리 합성에서 스큐를 줄이려면 버퍼 삽입 위치와 구동 강도를 최적화해야 한다는 것도 실습에서 확인했습니다. EM(일렉트로마이그레이션) 위반은 전류 밀도가 높은 메탈 라인에서 주로 발생하기 때문에, 와이어 폭을 늘리거나 병렬 라우팅으로 분산하는 방법을 배웠습니다. 이후 저는 전력 설계를 볼 때 IR 드롭과 EM 여유를 함께 확인하는 습관이 생겼습니다.
전력 그리드 품질이 전체 성능의 바닥을 결정한다는 걸 그때 배웠습니다.
전력 그리드와 클록 분배에서 지표가 분명해진 건 IR 드롭과 스큐 수치를 실제로 확인한 경험이었습니다. PnR 수업 과제에서 전력 그리드를 구성한 뒤 IR 드롭 분석을 실행했습니다. 특정 영역에서 드롭이 기준보다 높게 나왔고, 그 영역에 스트랩을 추가했습니다.
클록 분배에서는 스큐 수치를 CTS 이후 타이밍 리포트에서 확인했습니다. 수치 없이 '잘 됐다'고 말하기 어려운 부분이 전력 그리드와 클록 분배에서 두드러졌습니다. 설계 결과는 수치로 확인해야 개선 여지를 판단할 수 있다는 결이 생겼습니다.
이후에는 물리 설계 단계마다 어떤 수치로 결과를 확인할지를 미리 정하는 방식이 자리 잡았습니다.
전력 그리드와 클록 분배에서 트레이드오프를 의식하게 된 건 전력 그리드를 촘촘히 만들면 면적이 늘어나는 관계를 경험한 케이스였습니다. IR 드롭을 줄이기 위해 스트랩을 추가하니 라우팅 가능한 공간이 줄었습니다.
전력 그리드가 촘촘할수록 IR 드롭은 줄지만 신호 라우팅을 위한 공간이 줄어드는 트레이드오프가 있었습니다. 전력 그리드를 설계하면서 배선 여유를 함께 고려해야 한다는 걸 이해했습니다. 전력 무결성과 라우팅 가능성은 같은 공간을 두고 경쟁하는 관계라는 결이 생겼습니다.
물리 설계에서 어떤 요소를 먼저 배치하느냐에 따라 나머지 요소의 제약이 달라진다는 관점이 남아 있습니다.
답변에서 흔히 빠지는 것들 — 빠져 있으면 꼬리질문이 깊어집니다.
이 질문에 이어 삼성전자 반도체 공정설계 면접관이 던질 가능성이 높은 후속 질문.
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