《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程標(biāo)準(zhǔn)

《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程標(biāo)準(zhǔn)課程名稱：《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程考核性質(zhì)：考試課時數(shù)：64學(xué)分：4適用專業(yè)：集成電路技術(shù)1.前言1.1課程的性質(zhì)本課程是高等職業(yè)技術(shù)院校微電子類專業(yè)的一門重要的主干專業(yè)課程，課程目標(biāo)是使學(xué)生具備設(shè)計(jì)簡單集成電路的能力。它需要以《模擬集成電路設(shè)計(jì)》、《數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)》、《集成電路工藝技術(shù)》、《半導(dǎo)體器件原理》等課程為基礎(chǔ)，也是進(jìn)一步學(xué)習(xí)《崗位實(shí)習(xí)》、《畢業(yè)設(shè)計(jì)》等課程的基礎(chǔ)。1.2設(shè)計(jì)思路本課程的設(shè)置依據(jù)是微電子專業(yè)工作任務(wù)與職業(yè)能力分析表中的相應(yīng)職業(yè)能力要求，并根據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢，及其對人才要求的變化進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)市場調(diào)研和企業(yè)人才需求分析，我院微電子技術(shù)，集成電路技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生所從事的工作崗位主要是微電子專業(yè)技術(shù)員、IC版圖設(shè)計(jì)員等，掌握設(shè)計(jì)簡單集成電路能力，是學(xué)生勝任這些崗位所需要的基礎(chǔ)和最重要的職業(yè)能力。《集成電路版圖設(shè)計(jì)》課程的主要功能正是培養(yǎng)學(xué)生集成電路設(shè)計(jì)工具使用能力、版圖設(shè)計(jì)能力，因此本課程在微電子技術(shù)專業(yè)中處于非常重要的地位，當(dāng)作為專業(yè)核心課程和必修課程。本課程立足于對實(shí)際能力的培養(yǎng)，對課程內(nèi)容的選擇標(biāo)準(zhǔn)作了根本性改革，打破以知識傳授為主要特征的傳統(tǒng)學(xué)科課程模式，轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙怨ぷ魅蝿?wù)為中心”組織課程內(nèi)容和課程教學(xué)，讓學(xué)生在完成具體項(xiàng)目的過程中，來構(gòu)建IC相關(guān)理論知識，并發(fā)展其職業(yè)能力。經(jīng)過與企業(yè)專家深入、細(xì)致、系統(tǒng)的討論分析，本課程最終確定以電路設(shè)計(jì)與版圖設(shè)計(jì)的工作流程作為邏輯主線來組織課程內(nèi)容。課程內(nèi)容突出對學(xué)生職業(yè)能力的訓(xùn)練，理論知識的選取緊緊圍繞工作任務(wù)完成的需要來進(jìn)行，充分考慮了高等職業(yè)教育對理論知識學(xué)習(xí)的需要，并融合了新區(qū)相關(guān)企業(yè)對大專生知識、技能和態(tài)度的要求，確定了本課程的目標(biāo)與內(nèi)容。本課程打破純粹講述的教學(xué)方式，實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)以改變學(xué)與教的行為，以項(xiàng)目為載體來組織課程內(nèi)容。本課程確定以典型電路為載體的項(xiàng)目設(shè)計(jì)思路，實(shí)際項(xiàng)目設(shè)計(jì)既有在企業(yè)中應(yīng)用的普遍性和典型性，又能最為有效的促進(jìn)學(xué)生職業(yè)能力發(fā)展，達(dá)到本課程的教學(xué)目標(biāo)。本課程的建設(shè)將與業(yè)務(wù)規(guī)范、技術(shù)先進(jìn)的半導(dǎo)體企業(yè)緊密合作，遵循學(xué)院與半導(dǎo)體企業(yè)、集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)“工作任務(wù)合作完成”、“工作崗位交替互換”、“工作環(huán)境共建共享”的建設(shè)思路，按照電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用的實(shí)際工作任務(wù)、工作過程、工作職責(zé)和工作場景進(jìn)行課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)、配套教材的設(shè)計(jì)、教學(xué)模式設(shè)計(jì)、實(shí)施方案設(shè)計(jì)、共享資源設(shè)計(jì)、教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)和校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)，使教師和學(xué)生置身于知識和職業(yè)活動高度融合的情境之中，培養(yǎng)教師和學(xué)生的具體職業(yè)工作能力和綜合職業(yè)素養(yǎng)。為了更為清楚的表述課程目標(biāo)，提高課程目標(biāo)對教學(xué)過程的指導(dǎo)價(jià)值，本課程采用表現(xiàn)性課程目標(biāo)表達(dá)方法，用學(xué)生在相關(guān)課程內(nèi)容掌握中，所能表現(xiàn)出的實(shí)際行為來表述課程目標(biāo)。技能要求的基本格式為“能(會)+程度用語+動詞+對象”。本課程所涉及知識掌握的程度用語主要有“了解”、“熟悉”、“理解”。“了解”指對知識有基本印象，不要求學(xué)生熟記；“熟悉”指能熟練記住所學(xué)過的知識，能把它們熟練地復(fù)述出來；“理解”指能把握事物運(yùn)行的原理，或進(jìn)行特定技術(shù)操作的理由。該門課程為64學(xué)時，4學(xué)分。2.課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能了解集成電路設(shè)計(jì)和版圖布局布圖的基本方法，掌握Cadence集成電路設(shè)計(jì)軟件使用方法；能熟練創(chuàng)建電路文件、版圖文件，生成網(wǎng)表文件，進(jìn)行IC仿真模擬，并熟悉電路與版圖對比方法，掌握Calibre驗(yàn)證工具；讀懂PDK文件，養(yǎng)成按規(guī)范進(jìn)行電路設(shè)計(jì)與驗(yàn)證，并按照規(guī)范版圖設(shè)計(jì)的職業(yè)素養(yǎng)；培養(yǎng)了學(xué)生使用現(xiàn)代先進(jìn)設(shè)計(jì)工具的能力和團(tuán)隊(duì)溝通能力，為以后從事專業(yè)工作打下一定的基礎(chǔ)。職業(yè)能力培養(yǎng)目標(biāo)：●掌握集成電路設(shè)計(jì)的基本流程，設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)工具。●掌握LINUX操作系統(tǒng)、基本命令和虛擬機(jī)的使用方法?！裾莆瞻鎴D編輯器的使用，學(xué)會版圖建立，編輯方法；●掌握基本門電路、邏輯門電路、標(biāo)準(zhǔn)單元的版圖設(shè)計(jì)方法；●掌握有源器件、無源器件的版圖設(shè)計(jì)方法，學(xué)會寄生參數(shù)的提取和版圖布局方法；●掌握版圖驗(yàn)證工具，學(xué)會版圖驗(yàn)證規(guī)則文件的編寫方法；●會分析PDK文件，讀懂各類圖層和設(shè)計(jì)規(guī)則。3.課程內(nèi)容和要求課程內(nèi)容和要求：序號工作任務(wù)知識要求技能要求學(xué)時1導(dǎo)論集成電路設(shè)計(jì)概念，方法及工具●集成電路發(fā)展歷程●集成電路的知識體系并結(jié)合實(shí)際了解相應(yīng)學(xué)科及工作崗位●集成電路制造流程及集成電路設(shè)計(jì)在集成電路制造中的作用及地位●集成電路設(shè)計(jì)分類及軟件工具(CMOS反相器電路全流程設(shè)計(jì))●能認(rèn)識集成電路的制造流程及集成電路設(shè)計(jì)在整個流程中的地位●掌握集成電路設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及基礎(chǔ)知識要求●掌握集成電路設(shè)計(jì)分類●掌握集成電路設(shè)計(jì)軟件●掌握集成電路版圖的意義并大致了解版圖和電路的對應(yīng)關(guān)系●能夠從集成電路實(shí)物版圖初步分析出一些基本電路單元和布線82常見元器件版圖繪制與識別●二極管、三極管版圖●MOSFET版圖●電阻版圖●能夠識別判斷電阻版圖圖形●能夠識別判斷電容版圖圖形●能夠識別判斷三極管和MOS版圖圖形43集成電路制造工藝●集成電路單項(xiàng)工藝●層次與工藝流程●熟悉氧化工藝、摻雜工藝、薄膜制備工藝的原理與方法、光刻的基本工藝流程、刻蝕工藝●了解CMOS深亞微米工藝流程44CMOS基本單元版圖設(shè)計(jì)與驗(yàn)證●CMOS反相器，傳輸門工作原理●Layout操作、設(shè)計(jì)規(guī)則介紹及單元建立●CMOS反相器、傳輸門版圖繪制●Cadence驗(yàn)證PEX提取，DRC及LVS驗(yàn)證規(guī)則介紹及作用●CMOS單元門的schematic繪制及電路驗(yàn)證●電路圖層與symbol的建立descendview及驗(yàn)證●CMOS與非、或非門版圖繪制及驗(yàn)證●掌握cellview的建立和反相器schematic繪制●了解layout的含義及在IC設(shè)計(jì)中的重要性●掌握layout的圖層設(shè)定●了解layout的主要設(shè)計(jì)規(guī)則●掌握layout文件的建立●能參照LSW定義，掌握CMOS反相器版圖繪制方法●了解CMOS版圖與工藝對應(yīng)關(guān)系●掌握版圖驗(yàn)證的規(guī)則●了解驗(yàn)證版圖需要用到的相關(guān)文件和語句●掌握CMOS與非、或非門的電路原理●掌握電路symbol建立與繪制方法●理解descendview概念及層次化電路設(shè)計(jì)概念。●掌握CMOS與非門版圖繪制方法●掌握版圖提取方法●掌握CMOS與非門版圖驗(yàn)證DRC方法●掌握如何進(jìn)行DRC后改錯●掌握CMOS與非門版圖LVS驗(yàn)證方法●掌握如何DRC改錯125CMOS組合邏輯門的版圖設(shè)計(jì)與驗(yàn)證●CMOS組合邏輯電路設(shè)計(jì)●CMOS版圖襯底電位實(shí)現(xiàn)，LSW設(shè)置●CMOS組合邏輯電路版圖繪制●CMOS組合邏輯電路版圖CalibreDRC驗(yàn)證●CMOS組合邏輯電路版圖CalibreLVS驗(yàn)證●全加器電路版圖繪制與驗(yàn)證●掌握數(shù)字邏輯電路繪制規(guī)則●掌握4端MOS管和3端MOS管的區(qū)別●掌握組合邏輯電路的驗(yàn)證及電路修正方法●掌握LSW的含義及設(shè)置方法●通過對組合邏輯電路版圖的驗(yàn)證，掌握分析仿真圖的方法●能夠通過仿真圖發(fā)現(xiàn)問題，并由LVS結(jié)果指導(dǎo)電路修改●通過對組合邏輯電路版圖的驗(yàn)證，掌握CalibreDRC驗(yàn)證方法●通過對組合邏輯電路版圖的驗(yàn)證，掌握CalibreLVS驗(yàn)證方法●能夠通過驗(yàn)證結(jié)果指導(dǎo)版圖錯誤修改86CMOS時序邏輯電路的版圖設(shè)計(jì)與驗(yàn)證●鎖存器電路繪制，版圖設(shè)計(jì)與驗(yàn)證●CMOSD觸發(fā)器原理講解及schematic繪制仿真和版圖設(shè)計(jì)驗(yàn)證●標(biāo)準(zhǔn)單元技術(shù)●了解各類鎖存器、觸發(fā)器原理●掌握D觸發(fā)器功能及原理●掌握邊沿觸發(fā)器功能及特性●根據(jù)電路原理圖繪制，版圖設(shè)計(jì)技巧●CMOSD觸發(fā)器標(biāo)準(zhǔn)單元版圖87模擬單元版圖設(shè)計(jì)●失配原因，匹配設(shè)計(jì)方法●運(yùn)放電路設(shè)計(jì)與驗(yàn)證●運(yùn)放版圖設(shè)計(jì)●運(yùn)放版圖CalibreDRC驗(yàn)證●運(yùn)放版圖CalibreLVS驗(yàn)證●運(yùn)放版圖寄生參數(shù)提取與后仿真●了解運(yùn)放結(jié)構(gòu)和原理●了解運(yùn)放參數(shù)指標(biāo)●掌握核心單元版圖繪制方法●掌握匹配技術(shù)●掌握CalibreDRC驗(yàn)證方法●掌握CalibreLVS驗(yàn)證方法●掌握CalibrePEX提取方法16其它復(fù)習(xí)4考查總課時644.實(shí)施建議4.1教材編寫必須依據(jù)本課程標(biāo)準(zhǔn)選用或編寫教材。要充分體現(xiàn)項(xiàng)目課程設(shè)計(jì)思想，以項(xiàng)目為載體實(shí)施教學(xué)，項(xiàng)目選取要科學(xué)、符合該門課程的工作邏輯、能形成系列，讓學(xué)生在完成項(xiàng)目的過程中逐步提高職業(yè)能力，同時要考慮可操作性。教材內(nèi)容要反映新技術(shù)，并在內(nèi)容選取上本著理論與實(shí)踐一體化的原則，注重實(shí)際訓(xùn)練，使學(xué)生能夠及時、準(zhǔn)確地掌握最新知識。4.2教學(xué)建議1．應(yīng)加強(qiáng)對學(xué)生實(shí)際職業(yè)能力的培養(yǎng)，強(qiáng)化案例教學(xué)或項(xiàng)目教學(xué)，注重以任務(wù)引領(lǐng)型案例或項(xiàng)目作業(yè)來誘發(fā)學(xué)生興趣，使學(xué)生在完成項(xiàng)目的過程中掌握EDA的操作。2．應(yīng)以學(xué)生為本，注重“教”與“學(xué)”的互動。通過選用典型活動項(xiàng)目，由教師提出要求或示范，組織學(xué)生進(jìn)行活動，讓學(xué)生在活動中增強(qiáng)職業(yè)意識，掌握本課程的職業(yè)能力。3．應(yīng)注重職業(yè)情景的創(chuàng)設(shè)，以多媒體、錄像、案例分析、角色扮演(系統(tǒng)開發(fā)時的角色)、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)等多種方法來提高學(xué)生分析問題和解決問題的職業(yè)能力。4．教師必須重視實(shí)踐，更新觀念，加強(qiáng)校企合作，實(shí)行工學(xué)結(jié)合，走產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的道路，探索中國特色職業(yè)教育的新模式，為學(xué)生提供自主發(fā)展的時間和空間，為學(xué)生提供輪崗實(shí)訓(xùn)的機(jī)會與平臺，積極引導(dǎo)學(xué)生提升職業(yè)素養(yǎng)，努力提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。4.3教學(xué)條件專業(yè)教師要求：具備中級及以上職稱，有扎實(shí)的電路及版圖設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)，掌握較強(qiáng)的電路版圖設(shè)計(jì)與應(yīng)用操作技能與經(jīng)驗(yàn)的人員。實(shí)訓(xùn)裝備要求：要有能滿足上述要求的軟件(CadenceIC6等)，并要有一定數(shù)量的計(jì)算機(jī)，實(shí)訓(xùn)場地要有多媒體教學(xué)設(shè)備。4.4課程資源1.注重實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書和實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教材的開發(fā)和應(yīng)用。2.注重多媒體課件，教學(xué)視頻等常用課程資源和現(xiàn)代化教學(xué)資源的開發(fā)和利用，這些資源有利于創(chuàng)設(shè)形象生動的工作情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生對知識的理解和掌握。同時，建議加強(qiáng)常用課程資源的開發(fā)，建立多媒體課程資源的數(shù)據(jù)庫，努力實(shí)現(xiàn)跨學(xué)校多媒體資源共享，提高課程資源利用效率。3.積極開發(fā)課程資源，充分利用諸如電子書籍、電子期刊、數(shù)據(jù)庫、數(shù)字圖書館、教育網(wǎng)站和電子論壇等網(wǎng)絡(luò)信息資源，使教學(xué)從單一媒體向多種媒體轉(zhuǎn)變；教學(xué)活動從信息的單向傳遞向雙向交換轉(zhuǎn)變；學(xué)生單獨(dú)學(xué)習(xí)向合作學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變。同時應(yīng)積極創(chuàng)造條件搭建遠(yuǎn)程教學(xué)平臺，擴(kuò)大課程資源的交互空間。4．產(chǎn)學(xué)合作開發(fā)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程資源，充分利用本行業(yè)典型的企業(yè)資源，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)的合作，建立實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地，實(shí)踐工學(xué)交替，滿足學(xué)生的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)需求，同時為學(xué)生的就業(yè)，創(chuàng)造機(jī)會。4.5教學(xué)評價(jià)序號典型工作任務(wù)評價(jià)方式評價(jià)內(nèi)容分值一、平時成績（60%）1集成電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)內(nèi)容學(xué)習(xí)態(tài)度（30%）作業(yè)情況（70%）版圖與工藝層次2．正確識別各類器件的版圖。102CMOS基本單元電路的設(shè)計(jì)與版圖驗(yàn)證學(xué)習(xí)態(tài)度（30%）作業(yè)情況（70%）1.CMOS反相器schematic繪制及電路驗(yàn)證2.CMOS與非門版圖繪制電路驗(yàn)證3.CMOS或非門版圖繪制電路驗(yàn)證4.自主解決問題能力153CMOS組合邏輯電路設(shè)計(jì)與驗(yàn)證學(xué)習(xí)態(tài)度（30%）作業(yè)情況（70%）1．繪制CMOS組合邏輯電路2.MOS組合邏輯電路版圖繪制3.使用CalibreDRC進(jìn)行驗(yàn)證4.使用CalibreLVS驗(yàn)證5.自主解決問題能力104CMOS時序邏輯電路設(shè)計(jì)與驗(yàn)證學(xué)習(xí)態(tài)度（30%）作業(yè)情況（70%）使用層級方法設(shè)計(jì)CMOSD觸發(fā)器schematic采用標(biāo)準(zhǔn)單元繪制D觸發(fā)器版圖3.使用CalibreDRC進(jìn)行驗(yàn)證4.使用CalibreLVS驗(yàn)證5.自主解決問題能力155運(yùn)算放大器