IC版图为什么走直角可以，反过来PCB版图就不能走直角？
这个问题很有趣，涉及到 IC 版图设计和 PCB 版图设计中一些核心的物理和工艺差异。 乍一看，都是“布线”，怎么要求就差这么多呢？ 咱们就来好好聊聊这里面的门道。
先说 IC 版图，为什么可以“随心所欲”地走直角？
IC 版图，简单来说，就是集成电路芯片内部那些微小的导线、晶体管等组件的“蓝图”。 这些导线在芯片上，其“宽度”和“间距”都极其微小，是以纳米（nm）为单位来衡量的。 芯片制造工艺，尤其是光刻（lithography）技术，是实现这一切的关键。
1. 光刻的本质——“投射”: 芯片制造的核心是光刻。想象一下，有一个带有复杂图案的“掩膜版”（mask），就像一个镂空的图案。通过高能紫外光（EUV 或 DUV）穿过这个掩膜版，将图案“投射”到涂有光刻胶（photoresist）的硅片上。光刻胶被曝光的部分会发生化学变化，之后通过显影，留下或移除一部分光刻胶，从而在硅片上形成我们想要的导线、晶体管等结构。
2. “棱角分明”的优点: 在光刻过程中，光线以一定的角度照射，并且会受到衍射（diffraction）等光学效应的影响。 如果导线边缘过于尖锐，尤其是直角，在光刻和后续蚀刻（etching）过程中，容易出现“圆形化”的倾向。 简单说，就是本来应该是锐利的直角，可能会变得圆润一些，影响图案的精确度。
然而，对于 IC 版图来说，由于其尺寸极小，导线之间留有足够的间距，而且制造工艺已经达到了非常高的精度。 在这种尺度下，即便稍微有点“圆角”，对于导线的导电性能影响微乎其微。 而且，光刻工艺本身在设计时就会考虑到这些光学效应，通过优化掩膜版的设计，可以“反向补偿”掉一部分圆角，最终在硅片上形成相对规整的图形。
3. “短就是美”——路径长度: 在芯片内部，信号传输的速度至关重要。 导线越短，信号传输的延迟越小，芯片的性能就越高。 IC 版图设计中，工程师们会想尽一切办法缩短导线长度，减少信号路径。 走直角，尤其是 L 型或 Z 型的拐角，虽然看起来不美观，但往往能“绕过”障碍物，或者直接连接到目标点，比绕一个大圈更短。 这种对路径长度的极致追求，是 IC 设计的一大特点。
4. “占地为王”——面积利用: 芯片上的每一个微小区域都无比宝贵。 允许走直角，意味着布线可以更加紧凑，更有效地利用空间。 很多时候，直角拐弯是为了避开已经布好的其他器件或导线，如果不能用直角，就可能需要绕更长的路，占用更多的面积，甚至导致无法布通。
那么，PCB 版图为什么“忌讳”直角，倾向于走45度角（或圆角）呢？
PCB（Printed Circuit Board），印刷电路板，是电子元件的载体，我们日常看到的各种电子产品内部的绿色、棕色或其他颜色的“电路板”就是 PCB。 PCB 的制造工艺和 IC 制造有着本质的区别，其“线条”的尺寸也大得多。
1. PCB 的“切割”工艺——钻孔与铣削: PCB 的导线，通常是通过“铜箔”在绝缘基材上蚀刻（etching）形成的。 早期是以化学蚀刻为主，现在更常见的是 CNC 铣削（milling）或者激光切割。
化学蚀刻: 类似 IC 的蚀刻，但规模大得多。 也是通过光刻（或直接通过喷墨打印的阻挡层）来定义图案，然后用化学药剂腐蚀掉不需要的铜。
CNC 铣削: 用高速旋转的刀具，像雕刻一样，直接在铜箔上“挖”出导线的形状。
2. 直角“内角”的风险——信号反射与电磁干扰（EMI）: 这是 PCB 版图不能走直角的最核心原因。
信号反射（Signal Reflection）: 在高频电路中，导线不再仅仅是简单的电阻。 它们的几何形状、长度、宽度，以及与周围环境的关系，都会形成“阻抗”（impedance）。 当信号在导线中传输时，如果遇到阻抗不匹配的地方，一部分信号能量就会被“反射”回来。 导线的直角内角，是一个典型的阻抗不连续点。 信号在到达直角内角时，其传播路径会突然改变，这会产生一个微小的阻抗突变，导致信号反射。 这些反射信号会与原始信号叠加，产生“振铃”（ringing）效应，干扰正常的信号传输，导致数据错误，甚至使电路失效。
电磁干扰（EMI）: 直角内角处的电流分布不均匀，更容易产生尖锐的电磁场辐射，增加对周围导线的干扰。 尤其是在高频信号线附近，这种 EMI 效应会更加明显，降低电路的可靠性。
“扇形”或“圆角”的优势: 相比之下，45度角（或更大的圆弧角）可以更平缓地改变导线的方向，减小了阻抗的突变。 信号可以更“顺畅”地通过，反射和 EMI 都会显著降低。 45度角可以看作是对直角内角的一种“近似圆角”处理，在实际制造中，铜箔蚀刻或铣削时，也更容易形成一个相对圆滑的过渡。
3. 制造工艺的限制（早期和现在）:
早期蚀刻: 在化学蚀刻过程中，即使掩膜版上是完美的直角，由于化学反应的特性，蚀刻过程中铜箔的边缘也容易出现“凹陷”或“圆角”的不规则现象。 如果设计时就预留了直角，那么蚀刻后的实际形状可能远不如预期，甚至可能出现“断线”的风险（虽然这在现代工艺中很少见）。
CNC 铣削: 虽然 CNC 铣削可以实现非常精密的控制，但刀具的半径总会有一个最小值。 当铣削直角内角时，刀具无法完全触及最里面的角落，总会留下一个微小的圆角。 如果设计为直角，实际加工出的形状也无法是绝对的直角。
4. 信号完整性（Signal Integrity）的考量: PCB 设计的最终目标是保证信号的完整性。 在高频甚至 GHz 级别的设计中，信号的每一个细节都至关重要。 走线角度是影响信号完整性的一大因素。 45度角已经成为了一种行业标准，用以保证信号在传输过程中的连续性和稳定性。
总结一下，核心区别在于：
尺度: IC 尺寸极其微小（纳米级），PCB 尺寸相对较大（微米到毫米级）。
制造原理: IC 依靠光刻“投射”图案，对光学效应敏感；PCB 依靠蚀刻或铣削“雕刻”图案，对机械和化学过程的物理形状更敏感。
物理效应: IC 关注的是“短”和“密”来提升性能和集成度，微小的圆角影响不大；PCB 关注的是“阻抗匹配”和“信号完整性”，直角内角是严重的阻抗不匹配源，会引起信号反射和 EMI。
所以，IC 版图的直角是一种对尺寸和路径长度的优化，而 PCB 版图的45度角（或圆角）是一种对信号完整性和制造工艺适应性的妥协与优化。 这两者看似相似，实则是在截然不同的物理环境下，为了各自的目标而采取的不同设计策略。
先说 IC 版图，为什么可以“随心所欲”地走直角？
IC 版图，简单来说，就是集成电路芯片内部那些微小的导线、晶体管等组件的“蓝图”。 这些导线在芯片上，其“宽度”和“间距”都极其微小，是以纳米（nm）为单位来衡量的。 芯片制造工艺，尤其是光刻（lithography）技术，是实现这一切的关键。
1. 光刻的本质——“投射”: 芯片制造的核心是光刻。想象一下，有一个带有复杂图案的“掩膜版”（mask），就像一个镂空的图案。通过高能紫外光（EUV 或 DUV）穿过这个掩膜版，将图案“投射”到涂有光刻胶（photoresist）的硅片上。光刻胶被曝光的部分会发生化学变化，之后通过显影，留下或移除一部分光刻胶，从而在硅片上形成我们想要的导线、晶体管等结构。
2. “棱角分明”的优点: 在光刻过程中，光线以一定的角度照射，并且会受到衍射（diffraction）等光学效应的影响。 如果导线边缘过于尖锐，尤其是直角，在光刻和后续蚀刻（etching）过程中，容易出现“圆形化”的倾向。 简单说，就是本来应该是锐利的直角，可能会变得圆润一些，影响图案的精确度。
然而，对于 IC 版图来说，由于其尺寸极小，导线之间留有足够的间距，而且制造工艺已经达到了非常高的精度。 在这种尺度下，即便稍微有点“圆角”，对于导线的导电性能影响微乎其微。 而且，光刻工艺本身在设计时就会考虑到这些光学效应，通过优化掩膜版的设计，可以“反向补偿”掉一部分圆角，最终在硅片上形成相对规整的图形。
3. “短就是美”——路径长度: 在芯片内部，信号传输的速度至关重要。 导线越短，信号传输的延迟越小，芯片的性能就越高。 IC 版图设计中，工程师们会想尽一切办法缩短导线长度，减少信号路径。 走直角，尤其是 L 型或 Z 型的拐角，虽然看起来不美观，但往往能“绕过”障碍物，或者直接连接到目标点，比绕一个大圈更短。 这种对路径长度的极致追求，是 IC 设计的一大特点。
4. “占地为王”——面积利用: 芯片上的每一个微小区域都无比宝贵。 允许走直角，意味着布线可以更加紧凑，更有效地利用空间。 很多时候，直角拐弯是为了避开已经布好的其他器件或导线，如果不能用直角，就可能需要绕更长的路，占用更多的面积，甚至导致无法布通。
那么，PCB 版图为什么“忌讳”直角，倾向于走45度角（或圆角）呢？
PCB（Printed Circuit Board），印刷电路板，是电子元件的载体，我们日常看到的各种电子产品内部的绿色、棕色或其他颜色的“电路板”就是 PCB。 PCB 的制造工艺和 IC 制造有着本质的区别，其“线条”的尺寸也大得多。
1. PCB 的“切割”工艺——钻孔与铣削: PCB 的导线，通常是通过“铜箔”在绝缘基材上蚀刻（etching）形成的。 早期是以化学蚀刻为主，现在更常见的是 CNC 铣削（milling）或者激光切割。
化学蚀刻: 类似 IC 的蚀刻，但规模大得多。 也是通过光刻（或直接通过喷墨打印的阻挡层）来定义图案，然后用化学药剂腐蚀掉不需要的铜。
CNC 铣削: 用高速旋转的刀具，像雕刻一样，直接在铜箔上“挖”出导线的形状。
2. 直角“内角”的风险——信号反射与电磁干扰（EMI）: 这是 PCB 版图不能走直角的最核心原因。
信号反射（Signal Reflection）: 在高频电路中，导线不再仅仅是简单的电阻。 它们的几何形状、长度、宽度，以及与周围环境的关系，都会形成“阻抗”（impedance）。 当信号在导线中传输时，如果遇到阻抗不匹配的地方，一部分信号能量就会被“反射”回来。 导线的直角内角，是一个典型的阻抗不连续点。 信号在到达直角内角时，其传播路径会突然改变，这会产生一个微小的阻抗突变，导致信号反射。 这些反射信号会与原始信号叠加，产生“振铃”（ringing）效应，干扰正常的信号传输，导致数据错误，甚至使电路失效。
电磁干扰（EMI）: 直角内角处的电流分布不均匀，更容易产生尖锐的电磁场辐射，增加对周围导线的干扰。 尤其是在高频信号线附近，这种 EMI 效应会更加明显，降低电路的可靠性。
“扇形”或“圆角”的优势: 相比之下，45度角（或更大的圆弧角）可以更平缓地改变导线的方向，减小了阻抗的突变。 信号可以更“顺畅”地通过，反射和 EMI 都会显著降低。 45度角可以看作是对直角内角的一种“近似圆角”处理，在实际制造中，铜箔蚀刻或铣削时，也更容易形成一个相对圆滑的过渡。
3. 制造工艺的限制（早期和现在）:
早期蚀刻: 在化学蚀刻过程中，即使掩膜版上是完美的直角，由于化学反应的特性，蚀刻过程中铜箔的边缘也容易出现“凹陷”或“圆角”的不规则现象。 如果设计时就预留了直角，那么蚀刻后的实际形状可能远不如预期，甚至可能出现“断线”的风险（虽然这在现代工艺中很少见）。
CNC 铣削: 虽然 CNC 铣削可以实现非常精密的控制，但刀具的半径总会有一个最小值。 当铣削直角内角时，刀具无法完全触及最里面的角落，总会留下一个微小的圆角。 如果设计为直角，实际加工出的形状也无法是绝对的直角。
4. 信号完整性（Signal Integrity）的考量: PCB 设计的最终目标是保证信号的完整性。 在高频甚至 GHz 级别的设计中，信号的每一个细节都至关重要。 走线角度是影响信号完整性的一大因素。 45度角已经成为了一种行业标准，用以保证信号在传输过程中的连续性和稳定性。
总结一下，核心区别在于：
尺度: IC 尺寸极其微小（纳米级），PCB 尺寸相对较大（微米到毫米级）。
制造原理: IC 依靠光刻“投射”图案，对光学效应敏感；PCB 依靠蚀刻或铣削“雕刻”图案，对机械和化学过程的物理形状更敏感。
物理效应: IC 关注的是“短”和“密”来提升性能和集成度，微小的圆角影响不大；PCB 关注的是“阻抗匹配”和“信号完整性”，直角内角是严重的阻抗不匹配源，会引起信号反射和 EMI。
所以，IC 版图的直角是一种对尺寸和路径长度的优化，而 PCB 版图的45度角（或圆角）是一种对信号完整性和制造工艺适应性的妥协与优化。 这两者看似相似，实则是在截然不同的物理环境下，为了各自的目标而采取的不同设计策略。
网友意见
直角不是不能用。
线越粗影响越大。
小于10mil的线在THz以下问题都不大。
IC内部的线太细了，直角也没啥影响。
所以IC布线都走直角因为线细，PCB不走直角是线粗，同时也是不成文的规定。
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