1、集成电路 CAD总学分： 2上课学分： 1.5（ 24学时）实验学分： 0.5（ 16学时）2006.9什么是集成电路 CAD?l Computer Aided Designl Computer Aided Draftingl Today we use Computer Aided Drafting tools to draw each layer of our IC本课程的目的l 利用 Cadence软件画集成电路版图 (IC layout)学习内容：（ 1） Cadence软件 基于 Unix操作系统Sun工作站 （ 2） IC layout ?本课程的目的l 手工画版图书 1.2IC l
2、ayout?l IC layout 与晶体管级电路对应晶体管级电路：双极性三极管， MOS管构成的电路IC layout?l 工艺CMOS工艺l 尺寸，规则等l 电路参数高频器件，低频器件IC layout 在整个 IC设计中的地位l CMOS集成电路版图（电子工业出版社）l IC Layout Basics （清华大学出版社）l 超大规模集成电路与系统导论（电子工业出版社）l 微电子概论（高等教育出版社）l 微电子学概论（北京大学出版社）微电子学概论（北京大学出版社）l 微电子、电子科学与技术、计算机科学与技术、通讯、自动控制专业l 第三次技术革命最具有新技术革命代表性的是以微电子技术为核心
3、的电子信息技术。计算机、通讯的基础是微电子l 微电子技术发展的理论基础 是 19世纪末到 20世纪 30年代期间建立起来的现代物理学微电子学的特点l 微电子学是一门综合性很强的边缘学科，其中包括了半导体器件物理、集成电路工艺和集成电路及系统设计、测试等多方面的内容；涉及了固体物理学、量子力学、热力学与统计物理学、材料科学、电子线路、信号处理、计算机辅助设计、测试与加工、图论、化学等多个领域。微电子学的特点l 微电子学是研究在固体（主要是半导体）材料上构成的微小型化电路、子系统及系统的电子学分支l 微电子学是以实现电路和系统的集成为目的的，故实用性极强。微电子学中所实现的电路和系统又称为集成电路
4、和集成系统，是微小型化的；在微电子学中的空间尺度通常是以微米、纳米为单位的。IC分类l 按电路功能来分模拟、数字、数模混合l 按电路结构半导体集成电路混合集成电路（薄膜 IC，厚膜 IC等）l 按器件结构分类双极型集成电路MOS集成电路（ NMOS， PMOS， CMOS）IC分类l 按集成电路规模分类l SSIl MSIl LSIl VLSIl ULSIl GSIl 在 Cadence软件中手工绘制集成电路版图l SSIl CMOS工艺l 半导体集成电路l 模拟、数字、数模混合（主要画数字集成电路）。比如 CMOS门电路l 半导体物理和器件物理基础l 大规模集成电路基础l 集成电路制造工艺l
5、 集成电路设计l 集成电路设计 EDA系统集成电路制造工艺集成电路设计l 集成电路设计中典型的 Y型图l 结构域： 晶体管， 门、触发器 ， ALU、 MUX、寄存器， 处理器、子系统 ， CPU、存储器l 行为域 ：微分方程， 布尔方程 ， RTL描述，算法描述 、系统描述l 物理域： 掩膜单元， 标准单元 ，宏单元， 模块 ，芯片集成电路设计l 集成电路设计中典型的 Y型图l 设计域： 电路级， 逻辑级 ，寄存器传输级，算法级 ，系统级半定制设计方法全定制设计方法（ 1）电路设计人员首先进行 功能设计 ，得到设计思路（ 2）设计人员根据 功能设计的结果 对逻辑结构进行设计。设计出电路图。借
6、助原理图输入软件将电路图输入计算机，进行仿真，修改电路，直至获得最优的电路性能（前仿真）l 当逻辑与电路设计完成后，便可进行 版图设计全定制设计方法（ 3）版图设计是将设计好的 电路图 转化为具体的 物理版图 的过程l 版图设计 根据 逻辑与电路功能要求以及 工艺水平要求 设计出供光刻用的 掩膜版图 。所谓版图是指一组相互套合的图形，各层版图对应于不同的工艺步骤，每一层版图用不同的图案来表示。l 版图与所采用的制备工艺紧密相关，在版图设计前， 需要确定工艺流程 ，这样才可能设计出相互套合的掩膜版图l 版图生成后，必须用 EDA工具进行版图检查和验证，满足要求后方完成版图设计。l 版图检查和验证
7、主要包括对版图进行几何设计规则检查 DRC （ Design Rule Check）、电学规则检查 ERC（ Electrical Rule Check）、版图与原理图一致性检查 LVS（ Layout Versus Schematic）l LVS是指从版图中提取出网表，与逻辑 /电路设计得到的网表进行比较，检查两者是否一致。l 然后，进行后仿真（ post simulation）全定制设计方法l 后仿真l 将版图中的参数提取出来后，再进行模拟仿真，与前仿真对比。全定制设计方法（ 4）集成电路的加工制造l 将设计好的版图，通过工艺加工，形成集成电路芯片l 工艺加工是在集成电路工艺线上完成的全定制设计方法（ 5）集成电路的封装l 集成电路的封装又称集成电路的后道工艺。l PLCCl DIPl BGA全定制设计方法（ 6）集成电路的测试和分析l 在集成电路 制造圆片阶段 的测试称为中测（中间测试），电路封装好以后的测试称为成测（成品测试）。l 测试技术对于集成电路很重要，它直接关系到产品的成本和可靠性。l 操作l 知识（ ）l 理论思维方式
