集成电路CAD.ppt
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路芯片 工艺加工是在集成电路工艺线上完成的
23
全定制设计方法
（5）集成电路的封装 集成电路的封装又称集成电路的后道工艺。 PLCC DIP BGA
24
全定制设计方法
（6）集成电路的测试和分析 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）。 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。
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。
10
IC分类
按电路功能来分 模拟、数字、数模混合
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）
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。
9
微电子学的特点
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
20
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。
版图检查和验证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）
当逻辑与电路设计完成后，便可进行版图设计
19
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
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。
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
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。
然后，进行后仿真（post simulation）
21
全定制设计方法
后仿真 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。
22
全定制设计方法
（4）集成电路的加工制造 将设计好的版图，通过工艺加工，形成集成电
25
操作 知识（☆） 理论
思维方式
26
尺寸，规则等 电路参数
高频器件，低频器件
5
IC layout 在整个IC设计中的地位
6
CMOS集成电路版图（电子工业出版社） IC Layout Basics （清华大学出版社） 超大规模集成电路与系统导论（电子工业
出版社） 微电子概论（高等教育出版社） 微电子学概论（北京大学出版社）
7
微电子学概论（北京大学科学与技术、 通讯、自动控制专业
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 核心的电子信息技术。 计算机、通讯的基础是微电子
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
8
微电子学的特点
算法描述、系统描述 物理域：掩膜单元，标准单元，宏单元，模
块，芯片
16
集成电路设计
集成电路设计中典型的Y型图 设计域：电路级，逻辑级，寄存器传输级，
算法级，系统级
17
半定制设计方法
18
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）
路）。比如CMOS门电路
13
半导体物理和器件物理基础 大规模集成电路基础 集成电路制造工艺 集成电路设计 集成电路设计EDA系统
14
集成电路制造工艺
15
集成电路设计
集成电路设计中典型的Y型图 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 行为域：微分方程，布尔方程，RTL描述，
按器件结构分类 双极型集成电路 MOS集成电路（NMOS，PMOS，CMOS）
11
IC分类
按集成电路规模分类 SSI MSI LSI VLSI ULSI GSI
12
在Cadence软件中手工绘制集成电路版图 SSI CMOS工艺 半导体集成电路 模拟、数字、数模混合（主要画数字集成电
什么是集成电路CAD?
Computer Aided Design Computer Aided Drafting Today we use Computer Aided Drafting
tools to draw each layer of our IC
1
本课程的目的
利用Cadence软件画集成电路版图(IC layout)
学习内容： （1）Cadence软件
Sun工作站 （2）IC layout ?
基于Unix操作系统
2
本课程的目的
手工画版图 书1.2
3
IC layout?
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
4
IC layout?
工艺 CMOS工艺
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全定制设计方法
（5）集成电路的封装 集成电路的封装又称集成电路的后道工艺。 PLCC DIP BGA
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全定制设计方法
（6）集成电路的测试和分析 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）。 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。
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。
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IC分类
按电路功能来分 模拟、数字、数模混合
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）
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。
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微电子学的特点
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
20
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。
版图检查和验证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）
当逻辑与电路设计完成后，便可进行版图设计
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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
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。
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
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。
然后，进行后仿真（post simulation）
21
全定制设计方法
后仿真 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。
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全定制设计方法
（4）集成电路的加工制造 将设计好的版图，通过工艺加工，形成集成电
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操作 知识（☆） 理论
思维方式
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尺寸，规则等 电路参数
高频器件，低频器件
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IC layout 在整个IC设计中的地位
6
CMOS集成电路版图（电子工业出版社） IC Layout Basics （清华大学出版社） 超大规模集成电路与系统导论（电子工业
出版社） 微电子概论（高等教育出版社） 微电子学概论（北京大学出版社）
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微电子学概论（北京大学科学与技术、 通讯、自动控制专业
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 核心的电子信息技术。 计算机、通讯的基础是微电子
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
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微电子学的特点
算法描述、系统描述 物理域：掩膜单元，标准单元，宏单元，模
块，芯片
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集成电路设计
集成电路设计中典型的Y型图 设计域：电路级，逻辑级，寄存器传输级，
算法级，系统级
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半定制设计方法
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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）
路）。比如CMOS门电路
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半导体物理和器件物理基础 大规模集成电路基础 集成电路制造工艺 集成电路设计 集成电路设计EDA系统
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集成电路制造工艺
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集成电路设计
集成电路设计中典型的Y型图 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 行为域：微分方程，布尔方程，RTL描述，
按器件结构分类 双极型集成电路 MOS集成电路（NMOS，PMOS，CMOS）
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IC分类
按集成电路规模分类 SSI MSI LSI VLSI ULSI GSI
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在Cadence软件中手工绘制集成电路版图 SSI CMOS工艺 半导体集成电路 模拟、数字、数模混合（主要画数字集成电
什么是集成电路CAD?
Computer Aided Design Computer Aided Drafting Today we use Computer Aided Drafting
tools to draw each layer of our IC
1
本课程的目的
利用Cadence软件画集成电路版图(IC layout)
学习内容： （1）Cadence软件
Sun工作站 （2）IC layout ?
基于Unix操作系统
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本课程的目的
手工画版图 书1.2
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IC layout?
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
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IC layout?
工艺 CMOS工艺