集成電路設(shè)計(jì)

集成電路設(shè)計(jì)信息技術(shù)科學(xué)學(xué)院微電子科學(xué)系高清運(yùn)1、什么是集成電路（IntegratedCircuit)2、IC的分類；3、相關(guān)的課程；4、IC設(shè)計(jì)方法簡介；5、相關(guān)的研究方向；6、IC發(fā)展方向。集成電路設(shè)計(jì)1、集成電路(ICintegratedcircuit)的元件包括無源元件和有源元件。2、集成電路是通過一定的工藝(process)處理，能夠把無源元件和有源元件的集成在一個(gè)芯片(Chip)上的電路。

什么是集成電路元件的尺寸用微米作為單位；比如一個(gè)元件占用的面積為1平方微米；1平方毫米的芯片內(nèi)可以集成100萬個(gè)元件。什么是集成電路3、SystemonChip(SOC)系統(tǒng)芯片把多個(gè)模塊放在一個(gè)芯片上,正在成為集成電路產(chǎn)品的主流。4、VeryLargeScaleIC（VLSI）

大規(guī)模集成電路什么是集成電路5、國內(nèi)優(yōu)勢和地位：微電子技術(shù)是高科技和信息產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)，微電子產(chǎn)業(yè)是基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，集成電路設(shè)計(jì)是信息科學(xué)的硬件平臺(tái)，代表著一個(gè)國家信息科技的水平與實(shí)力。

什么是集成電路如果把石油比作傳統(tǒng)工業(yè)“血液”的話，那么芯片則是信息時(shí)代IT產(chǎn)業(yè)的“心臟”和“大腦”。什么是集成電路什么是集成電路

6、1948

晶體管發(fā)明第一個(gè)有源元件出現(xiàn)；什么是集成電路什么是集成電路1958年TI（TexasInstrument)公司的JackKilby

發(fā)明了集成電路；之后VLSI得到快速的發(fā)展。百萬門的器件（包括CPU、RAM、ROM各種邏輯）

7、應(yīng)用領(lǐng)域無論是小到日常生活的電視機(jī)、VCD機(jī)、洗衣機(jī)、移動(dòng)電話、計(jì)算機(jī)等家用消費(fèi)品，還是大到傳統(tǒng)工業(yè)的各類數(shù)控機(jī)床和國防工業(yè)的導(dǎo)彈、衛(wèi)星、火箭、軍艦等都離不開這小小的芯片。

什么是集成電路1、從處理的信號(hào)來分（1）模擬集成電路；（2）數(shù)字集成電路；（3）數(shù)?；旌霞呻娐?。

集成電路的分類（1）模擬集成電路；處理在時(shí)間上連續(xù)的模擬信號(hào)的集成電路，如聲音，壓力，溫度等；

集成電路的分類（2）數(shù)字集成電路；處理由0，1組成的數(shù)字信號(hào)的集成電路，計(jì)算機(jī)，數(shù)字鐘，數(shù)字電視等。

集成電路的分類（3）數(shù)模混合集成電路。模擬信號(hào)輸入模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器數(shù)字處理數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器模擬信號(hào)輸出比如：錄音筆。

集成電路的分類2、從實(shí)現(xiàn)的工藝來分（1）雙極集成電路（2）MOS（MetalOxideSemiconductor)集成電路（3）BiCMOS集成電路

集成電路的分類3、從所用的材料來分（1）硅（Silicon)集成電路（2）鍺(Germanium)（3）砷化鎵(GalliumArsenide)（4）磷化銦集成電路的分類4、從集成電路的規(guī)模來分（芯片內(nèi)元件的多少）（1）中、小規(guī)模集成電路（2）大規(guī)模集成電路（3）超大規(guī)模集成電路集成電路的分類集成電路的分類硅鍺（SiGe）集成電路近年來有較強(qiáng)的發(fā)展勢頭。其應(yīng)用范圍以5—10GHz為主。其產(chǎn)品在無線通信的中頻部分增長較快。主要是以BiCMOS的射頻工藝結(jié)構(gòu)用于無線和網(wǎng)絡(luò)通信。其工藝和制造技術(shù)可以與硅的生產(chǎn)線兼容，只需增添部分設(shè)備，不必另建生產(chǎn)線。集成電路的分類1998年尚無硅鍺（SiGe）集成電路的產(chǎn)品。2000年已達(dá)1億美元的銷售。

5、使用方法（1）全定制（2）可編程的集成電路6、應(yīng)用不同（1）高頻集成電路（2）中、低頻電路集成電路的分類相關(guān)課程1、基礎(chǔ)課程（1）數(shù)學(xué)基礎(chǔ)（高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、復(fù)變函數(shù)、數(shù)理方法等）（2）物理基礎(chǔ)（大學(xué)物理、固體物理、量子力學(xué)等）

相關(guān)課程（3）電路基礎(chǔ)（電路分析、模擬電路、數(shù)字電路、高頻電路等）（4）計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)（微機(jī)原理、接口技術(shù)等）(5)外語基礎(chǔ)2、專業(yè)課半導(dǎo)體物理、晶體管原理、集成電路設(shè)計(jì)、電子電路CAD、半導(dǎo)體工藝、半導(dǎo)體傳感器、特種半導(dǎo)體器件等

相關(guān)課程IC設(shè)計(jì)方法1、設(shè)計(jì)的特點(diǎn)使用集成電路設(shè)計(jì)軟件，依賴于計(jì)算機(jī)CAD(ComputerAidedDesign)EDA(ElectronicDesignAutomation)

IC設(shè)計(jì)方法EDA軟件的公司有：CadenceSynopsysMentorGaphics等等硬件：工作站；PC機(jī)。2、有各種模型參數(shù)熟悉工藝模型包括無源元件和有源元件的參數(shù)，隨溫度、電壓等外界條件變化的變化。

IC設(shè)計(jì)方法3、流程數(shù)字電路、模擬電路、數(shù)、?；旌想娐返脑O(shè)計(jì)流程是不同的。下面以模擬電路設(shè)計(jì)為例，給出流程。

IC設(shè)計(jì)方法

IC設(shè)計(jì)方法SpecificationPreliminaryDesignComputerSimulation

Acceptable?NY

IC設(shè)計(jì)方法LayoutDesignComputerSimulationY

Acceptable?N

IC設(shè)計(jì)方法InitialFabricationTestY

Acceptable?NTolayoutorPreliminaryDesign

IC設(shè)計(jì)方法Production4、設(shè)計(jì)與工藝有相關(guān)性。工藝廠：TSMC；UMC；Chartered

中芯國際(SMIC);HHNEC

成熟的工藝：0.5um,0.35um,0.25um,0.18um

IC設(shè)計(jì)方法IC設(shè)計(jì)方法世界集成電路加工工藝水平為0.13微米，正在向0.09微米、12英寸加工工藝過渡。相關(guān)的研究方向1、CADCAD（ComputerAidedDesign)CAE(ComputerAidedEngineering)EDA(ElectronicDesignAutomation)

2、硬件計(jì)算機(jī)工作站網(wǎng)絡(luò)

相關(guān)的研究方向

3、材料和器件硅、鍺等材料各種器件的特性相關(guān)的研究方向4、封裝器件、材料的電特性和溫度特性相關(guān)的研究方向5、測試各種儀器、儀表的使用，參數(shù)的分析等相關(guān)的研究方向IC發(fā)展方向在過去30多年來，半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展基本上是集成在硅芯片上的MOS晶體管數(shù)目每隔18個(gè)月就翻一番。芯片體積越來越小，包含的晶體管數(shù)目越來越多，光刻線寬越來越??；電路的頻率特性也因而越來越高。IC發(fā)展方向

市場對(duì)通信用器件及電路的性能（頻率、功率及噪聲等）越來越高的要求卻不會(huì)終止。硅CMOS集成電路以其不斷地等比例縮小尺寸來達(dá)到提高頻率的目的，勢必帶來工藝設(shè)備和技術(shù)的極端復(fù)雜。1、高速目前CPU的速度超過3GHz,專家估計(jì)到2010年將達(dá)到目10GHz。IC發(fā)展方向IC發(fā)展方向IC發(fā)展方向IC發(fā)展方向2、SOC時(shí)代SOC由應(yīng)用、算法、結(jié)構(gòu)、模擬等來定義SOC通常包含CPU、DSP、嵌入式軟件、模擬電路、IP、應(yīng)用軟件在內(nèi)；3、大規(guī)模（百萬門，1000多個(gè)引腳）超大規(guī)模集成電路IP復(fù)用（IPReuse）4、低壓、低功耗15V，5V，3.3V，2.5V，1.8V；微瓦、毫瓦IC發(fā)展方向IC發(fā)展方向我國微電子產(chǎn)業(yè)無論技術(shù)水平、產(chǎn)品水平還是綜合實(shí)力都無法與發(fā)達(dá)國家同行的實(shí)力相抗衡。中國現(xiàn)在有IC設(shè)計(jì)公司400多家，有