Layout中的Layer, Number 和 Map

在芯片设计的数字世界中，Layer如同DNA双螺旋般承载着版图的所有秘密。它的诞生始于一份名为Technology File（TF） 的工艺配方文件——这好比生命诞生所必需的蛋白质，为整个芯片提供了分层构建的基本法则。当一个图层被通过 layerMap导出后，又可以通过其它工具的 Map 规则，将GDS Number转为其能识别的 layer。

简单演示： TF->Layer->Stream in/out –> calibre SVRF

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Layer的诞生：Technology File中的创世记

在TF文件的layerDefinitions章节里，Layer从一个模糊的概念被赋予了完整的生命体征。这个section如同创世神谕，通过五项核心定义，将Layer从虚无中召唤到设计世界。

techPurposes：赋予存在的意义

techPurposes定义了Layer的"灵魂属性"——它在设计流程中扮演什么角色。每个Purpose都是一个标签，告诉EDA工具这个Layer是用于drawing（绘图）、pin（引脚）、label（标签）还是fill（填充）。例如：

 techPurposes(
 ;( PurposeName	Purpose# Abbreviation )
 ;( -----------	-------- ------------ )
  ( drawing     0        dg  )
  ( pin         1        pin )
  ( label       2        lab )
  ) ;techPurposes

没有Purpose的Layer如同没有灵魂的空壳，无法参与任何设计意图的表达。

参数说明

purposeName 用途名称
purposeNum 用途编号（1-128，256 及以上，129-255 预留）
purposeAbbr 用途缩写

techLayers：铸造物理躯壳

techLayers为Layer构建"物质身体"——它定义了层的物理名称和编号，如METAL1、VIA2、POLY等。这是Layer在版图中的唯一身份标识：

 techLayers(
 ;( LayerName	LayerNumber#	LayerAbbr [maskNumber] )
 ;( ---------	------	------------ )
  ( PWELL       1        PW   )
  ( NWELL       2        NW   )
  ( DIFF        3        DIFF )
  ( POLY        4        PO   )
  ( METAL1      49       M1   )
  ( METAL2      50       M2   )
)

每个Layer获得一个整数ID，这将成为它在GDS流片数据中的"护照号码"。

参数说明

layerName 层名称（字符串，唯一）
layerNumber 层编号（整数，0-194，256 及以上，195-255 预留）
layerAbbr 层缩写，便于界面显示
maskNumber 可选，表示层的掩膜编号

techLayerPurposePriorities：确立层级秩序，真正的诞生

techLayerPurposePriorities 当多个Purpose在同一空间重叠时，这个部分定义了渲染的优先级，避免视觉冲突和信息混乱。基本由前面定义的 layer与 purposes组合而成.

 techLayerPurposePriorities(
 ;layers are ordered from highest to lowest priority
 ;( LayerName	Purpose	)
 ;( ---------	-------	)
  ( PWELL       drawing )
  ( NWELL       drawing )
  ( METAL1      pin     )
  ( METAL1      drawing )
  ( METAL2      pin     )
  ( METAL2      drawing )
 ) ;techLayerPurposePriorities

最下面的layer将被优先渲染，最上面的最后被洗渲染，比如举例中的 PWELL 将在 Layout Virtuoso Edit中显示在最底层，也就是被其它层遮挡，而列表底部的 layer 在界面中的最上面显示

techLayerProperties：注入电气基因

这是Layer最精密的部分，相当于为其写入电气与物理基因。通过techLayerProperties，Layer被赋予了电阻、电容、厚度等真实世界的物理特性：

techLayerProperties(
;( PropName      Layer1 [Layer2 ] PropValue )
;( --------        ------ --------- --------- )
 ( sheetResistance M1               0.08      )
 ( sheetResistance M2               0.05      )
 ( thickness       M1               0.2       )
 ( thickness       M2               0.3       )
) ;techLayerProperties

这些参数如同分子生物学中的碱基对，决定了Layer在寄生提取、信号完整性分析和电路仿真中的行为模式。一个缺失sheetResistance定义的金属层，在仿真器中就像绝缘体一样失去导电能力。

参数说明

t_propName：属性名称，指定要定义的参数类型（如电容、电阻等）。
t_layer1：目标层或层-目的对（LPP），格式为 (层名目的名) 或仅层名。
t_layer2（可选）：第二层，用于定义 两层之间的交互属性（如层间电容）。
g_propValue：属性的数值，支持浮点数或表达式（如 techParam("lambda")）。a

propName支持名称

areaCapacitance 单位面积电容（皮法/平方微米）。单层定义对地电容，双层定义层间电容。
edgeCapacitance 单位长度边缘电容（皮法/微米）。单层定义边缘对地电容，双层定义层间侧向电容。
sheetResistance 方块电阻（欧姆/方块），用于计算导线电阻。
resistancePerCut 单个通孔的电阻（欧姆/通孔）。
height 层的高度（用户单位），指从地平面到互连层底部的距离。
thickness 层的厚度（用户单位）。
shrinkage 蚀刻收缩因子，补偿制造过程中的尺寸缩减。
capMultiplier 电容倍增系数，考虑邻近导线的影响，默认值为1。

techDisplays：披上视觉外衣

techDisplays为每个LPP（Layer-Purpose Pair）分配颜色、线型和填充图案，让抽象的Layer在屏幕上变得可见：

 techDisplays(
 ;( LayerName	Purpose		Packet	    Vis Sel Con2ChgLy DrgEnbl Valid )
 ;( ---------	-------		------	    --- --- --------- ------- ----- )
  ( PWELL       drawing     yellow_L    t   t   t         t       t     )
  ( NWELL       drawing     green_L     t   t   t         t       t     )
  ( METAL1      drawing     blue_L      t   t   t         t       t     )
  ( METAL1      pin         blue_dash_L t   t   t         t       t     )
  ( METAL2      drawing     cyan_L      t   t   t         t       t     )
  ( METAL2      pin         cyan_dash_L t   t   t         t       t     )
)

参数说明

LayerName：Layer 的名称，对应 techLayers 中定义的标识（如 METAL1、PWELL）。
Purpose：Layer 的用途（Purpose），例如 drawing、pin、label，用于区分同一物理层的不同语义。
Packet：显示包名或样式标识（display packet），引用 DRF/显示资源中定义的颜色、线型和填充方案（如 blue_L、yellow_L）。
Vis：默认是否可见（visible），通常为 t 或 nil，控制该 LPP 在视图中初始是否显示。
Sel：是否可被选择（selectable），决定在交互操作中该 LPP 是否响应选择/点击。
Con2ChgLy：是否参与“转换/更改层”相关操作（convert/change layer），用于某些自动化或工具在图层转换时的行为判断。
DrgEnbl：绘图使能（drawing enable），控制该 LPP 是否允许作为绘图/编辑目标。
Valid：该 LPP 是否为有效（valid）条目，决定工具链在渲染或导出时是否认可此映射。

红色多晶硅、蓝色金属线——这些视觉编码让设计师能直观理解版图的拓扑结构。

Display.drf：视觉呈现的最终裁决

display.drf（Display Resource File）如同Layer的"化妆师"，独立于TF文件，负责在Virtuoso图形界面中精细调控每个LPP的视觉效果。它提供比techDisplays更丰富的渲染选项——包括透明度、渐变色和动态高亮规则。当TF定义了Layer的"存在"，drf文件决定了它"如何被看见"。techDisplays中的 Packet 就是在 display中设置的, 这个有机会以下单开一篇再讲

Layer的出走与回归：GDS的异化之旅

GDS的语言转译

Layer在TF中拥有优雅的字符串名称（如METAL1），但流片时必须"出走"到GDS的极简世界——那里只有冰冷的数字。通过Layer Map，每个Layer被映射为**Number（0-255）和DataType（0-255）**的组合：

METAL1 drawing 61    0
METAL1 label   61    20
METAL1 pin     61    251

DataType成为区分同一物理层不同用途的"亚种标识"，在GDS的256×256网格中，一个Layer最多可拥有65,536种语义变体。

回归的挑战

当GDS文件从代工厂返回，用于DRC/LVS验证时，这些数字必须重新映射回TF中的Layer名称。任何映射错误都会导致Layer"身份丢失"——DRC规则无法识别违规，LVS无法匹配网表。

GDS到DRC/LVS Rule：Layer的再诠释

Layer Map：身份重建

在Calibre或Assura的规则文件中，通过LAYER MAP指令重建Layer的身份：

LAYER MAP 61 DATATYPE 0   6100
LYAER METAL1 6100
LAYER MAP 61 TEXTTYPE 20  6120
LYAER METAL1TXT 6120
LAYER MAP 61 DATATYPE 251 6151
LYAER METAL1PIN 6151

DataType的精细控制

pin（Datatype 1）：用于LVS提取连接性
label（Datatype 2）：包含网络名称的文本标注

TextType：文本的特殊编码

texttype是Datatype的子集，专门用于文本标注。在GDS中，文本与几何图形共享同一Layer空间，但通过不同的Datatype区分，确保LVS能读取网络名而不将其误判为物理图形。

结语：Layer与Number 相辅相成

从TF中的抽象定义，到GDS中的数字编码，再到DRC/LVS中的, Layer经历了一个完整的"出走-回归"循环。这个循环确保了设计意图、制造数据与验证规则的三位一体，让数十亿晶体管在纳米尺度上精准协作。每一次成功的Tapeout，都是Layer生命史诗的胜利终章。