问题描述

在使用 Cadence Spectre / RelXpert 进行 aging（可靠性老化）仿真时，报告中出现了类似下面路径的器件，且这些器件的温升（temperature rise）数值异常偏大：

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tx14l_drv_vcsel/tx14l_drv_vcsel_rf/tx14l_drv_vcsel_rf_predrv/X177|MM1_4_rcx
tx14l_drv_vcsel/tx14l_drv_vcsel_rf/tx14l_drv_vcsel_rf_predrv/X177|MM1_3_rcx
tx14l_drv_vcsel/tx14l_drv_vcsel_rf/tx14l_drv_vcsel_rf_predrv/X177|MM1_2_rcx

在原理图（schematic）中却找不到这些器件。本文对这一现象进行分析，并明确区分哪些结论有文档依据，哪些属于推断。

1. _rcx 后缀的来源

有文档依据。

_rcx 后缀由 Cadence Assura RCX 或 Quantus（QRC）寄生参数提取工具附加到提取后网表（extracted netlist）中的器件名称上。

Cadence 官方文档 Assura RCX to Quantus Migration Guide（产品手册，Release QUANTUS25.1）记载了 RCX 工具的命名参数（rcxParameters）。历史上，Assura RCX 是 Cadence 的主流提取工具，其生成的网表中器件名会带有 _rcx 后缀以与原始原理图器件名区分。后续的 Quantus 工具延续了这一命名约定。

来源： Cadence Support，Assura RCX to Quantus Migration Guide – RCX Run-time Settings，Release QUANTUS25.1，2026-01-01。
链接（需登录）：support.cadence.com，搜索文档类型 Product Manuals，关键词 “Assura RCX to Quantus Migration Guide RCX Run-time Settings”。

因此，MM1_2_rcx、MM1_3_rcx、MM1_4_rcx 这些名称中的 _rcx 后缀表明：这些器件来自 post-layout RC 提取网表，而非原理图网表。

2. 路径中 | 分隔符的含义

部分有文档依据，解读为推断。

Cadence Spectre 用户手册记载，可通过 hier_delimiter 选项指定层次化路径的分隔符：

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Spectre Syntax: options hier_delimiter="%"

来源： Cadence Support，Spectre Classic Simulator … User Guide – Control Statements - Specifying Hierarchical Delimiters，产品版本 25.1，2026-05-31。
链接（需登录）：support.cadence.com，搜索 “Specifying Hierarchical Delimiters spectre hier_delimiter”。

在 post-layout 仿真（av_extracted 或 DSPF 模式）的上下文中，| 是层次提取网表中常见的分隔符，用于区分子电路实例名和该实例内部的器件名。

据此，X177|MM1_4_rcx 的结构可解读为：

部分 推断含义
X177 层次路径末端的子电路实例名（instance of a subcell）
\| 层次边界分隔符（post-layout 网表惯例）
MM1_4_rcx X177 内部的器件，名称带有 RCX 提取后缀

⚠️ 注意： | 分隔符在具体提取工具和 PDK 配置下的精确语义，笔者未能在 Cadence 公开文档中找到权威说明。上述解读为基于工具惯例的推断，请以实际提取网表内容为准。

3. 为什么在原理图中找不到这些器件？

有逻辑依据。

_rcx 器件只存在于 post-layout 提取网表（如 DSPF 文件或 av_extracted 视图）中，不存在于原理图（schematic）视图中。原理图中只有原始器件名（如 MM1），没有 MM1_4_rcx。

当 aging 仿真结果试图将路径反标（back-annotate）到原理图时，工具在原理图视图中查找 MM1_4_rcx 这个名称，自然找不到。

Cadence 的 post-layout 仿真流程（av_extracted view、DSPF 仿真）有专门的文档描述这一问题：

来源： Cadence Support，Post Layout Simulation using ADE，文章编号 20485872，文档类型 Rapid Adoption Kits，2026-04-13。
关键词：dspf, av_extracted, postlayout, configview。

4. Self-Heating 的计算原理（有文档依据）

Cadence 官方 Troubleshooting 文章明确说明：

“Temperature increase is a function of the number of fins and the number of fingers. Also, temperature increase is linear to device power. Both contribute towards self-heating.”
“SHE is calculated through solving the thermal resistive network.”
“The SHE model does not consider mutual heating of neighboring devices, and the output of the model only gives the delta_T for each individual device.”

即对每个器件，温升计算公式为：

\[\Delta T = P_{device} \times R_{th}\]

其中 $R_{th}$ 由 PDK 模型（如 BSIM 的 rth0，或 TSMC TMI 模型）给出，$P_{device}$ 为该器件的平均功耗。

来源： Cadence Support，What is self-heating in reliability analysis and how is it calculated?，文章编号 20510085，文档类型 Troubleshooting Information，产品：Spectre X、Spectre FX、APS。

5. 为什么温升异常偏大？

部分有文档依据，机制分析为推断。

基于上述计算原理，对 post-layout 提取网表中 _rcx 器件温升异常的机制分析：

QRC/RCX 做 MOSFET finger 拆分时，例如将 MM1（nf=4，W=W_total）拆分为 4 个子器件（每个 nf=1，W=W_total/4）：

情形 每个 _rcx finger 的热阻 $R_{th}$ 每个 finger 的功耗 $P$ 计算出的 $\Delta T$
PDK 热模型正确随 W/nf 缩放 $R_{th,1f} = 4 \times R_{th,4f}$ $P_{total}/4$ $= P_{total} \times R_{th,4f}$（正确）
PDK 热模型未正确缩放（固定值或 nf 无关） $R_{th,1f} \approx R_{th,4f}$（不变） $P_{total}/4$ $= P_{total} \times R_{th,4f} / 4$（偏低）
拆分后子器件继承了全器件的 rth0 且按 nf=1 重新评估 取决于模型实现 $P_{total}/4$ 取决于模型

⚠️ 注意： 实际情况取决于 PDK 热模型的具体实现。若 PDK 的 rth0 参数以总宽度（W_total）和 nf=4 为参考点定义，而拆分后的子器件以 W_f=W_total/4 且 nf=1 送入模型，模型内部对 nf 的处理方式将决定结果是否正确。

另一个可能原因：PDK aging 模型未针对 _rcx 拆分器件做过验证。PDK 供应商的 aging/reliability 模型通常只在原理图级（schematic-level）器件上验证，_rcx 拆分后的子器件几何参数（W、nf）与原始器件不同，模型输入超出验证范围时可能产生异常结果。

⚠️ 上述机制分析为笔者根据文档原理的推断。实际根因请检查提取网表中各 _rcx 器件的热模型参数（rth0、cth0），并参考 PDK 文档或联系 Cadence 技术支持确认。

6. 建议排查步骤

  1. 确认仿真使用的网表视图
    在 ADE 中检查 Config View / Cell View 设置。若 aging 仿真本意是 pre-layout（原理图驱动），则不应出现 _rcx 器件，可能是误选了 av_extracted 或 DSPF 视图。

  2. 检查提取网表，理解 _rcx 器件对应关系
    打开实际的 extracted netlist（DSPF 或 .spi 文件），搜索 MM1_4_rcx，确认：
    • 这些子器件的几何参数（W、L、nf）
    • 热模型参数（rth0、cth0）是否与原始 MM1 一致或已正确缩放

    MM1_1_rcx～MM1_4_rcx 这 4 个子器件共同对应原理图中的一个 MM1（nf=4）。

  3. 确认是否需要 post-layout aging
    若确实需要在 post-layout 网表上做 aging，需确认 PDK 是否支持 TMI（Thermal Model Interface）self-heating，以及提取流程是否已针对 aging 仿真做过验证。

    来源： Cadence Support，How can self-heating EMIR flow be set up in ADE for advanced-node PDKs which support TMI self-heating?，文章编号 20466788，文档类型 Troubleshooting Info，2025-07-03。

  4. 临时关闭 self-heating
    若怀疑温升异常来自 self-heating 计算错误，可临时将 rel_mode 改为 type=age（仅 aging，不含 self-heating），对比结果。

    来源： Cadence Support，Spectre Classic Simulator … User Guide – Analyses - rel_mode，产品版本 25.1，2026-05-31。

  5. 对比 schematic 仿真结果
    先在原理图级（schematic）跑一遍 aging + self-heating，记录 MM1 的温升 ΔT。再对比 post-layout 各 _rcx 子器件的 ΔT。若后者之和与前者差异较大，说明 PDK 热模型与拆分流程存在不兼容。

  6. 联系 PDK 和 Cadence 支持
    _rcx 器件的具体命名规则及热模型参数在拆分后的处理方式，最终以 PDK 文档和工艺厂商说明为准。Cadence 官方建议：若 PDK 支持 TMI self-heating，foundry 和 vfiProcess 字符串须联系 Cadence 技术支持获取。

参考资料

文档 来源 日期
Assura RCX to Quantus Migration Guide – RCX Run-time Settings Cadence Support 产品手册，QUANTUS25.1 2026-01-01
Spectre RelXpert Reliability Simulator User Guide – .output_she_power Cadence Support 产品手册，SPECTRE25.1 2026-05-31
Spectre … User Guide – Analyses - rel_mode Cadence Support 产品手册，SPECTRE25.1 / IC25.1 2026-05-31
Spectre … User Guide – Specifying Hierarchical Delimiters Cadence Support 产品手册，SPECTRE25.1 2026-05-31
Post Layout Simulation using ADE（KB 20485872） Cadence Support Rapid Adoption Kit 2026-04-13
How can self-heating EMIR flow be set up…（KB 20466788） Cadence Support Troubleshooting Info 2025-07-03
What is self-heating in reliability analysis and how is it calculated?（KB 20510085） Cadence Support Troubleshooting Info，产品：Spectre X/FX/APS —
How to deal with the case where the extraction reference temperature is different to simulation model reference temperature Cadence Support Troubleshooting Info —
Steps to analyze self-heating effects (SHE)（KB 20470126） Cadence Support Troubleshooting Info 2025-07-03
Reliability Analysis RAK（KB 20487379） Cadence Support Rapid Adoption Kit 2026-05-14

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