吉林大学专用集成电路设计共154页文档

BiCMOS
薄膜混合IC
按规模分类 SSI/MSI/LSI/VLSI/ULSI/GSI
数字电路
组合逻辑电路 时序逻辑电路
按功能分类 模拟电路
线性电路
非线性电路
数模混合电路
1.1.3 ASIC的设计手段
设计手段的演变过程
IC的设计方法和手段经历了几十年的 发展演变，从最初的全手工设计发展到现 在先进的可以全自动实现的过程。这也是 近几十年来科学技术，尤其是电子信息技 术发展的结果。从设计手段演变的过程划 分，设计手段经历了手工设计、计算机辅 助设计（ICCAD）、电子设计自动化EDA、 电子系统设计自动化ESDA以及用户现场可 编程器阶段。
3、《VerilogHDL高级数字设计》 [美]Michael D. Ciletti 著
4、《VerilogHDL数字系统设计教程 》 夏宇闻 编著，北京航空航天大学出版社
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
HDL语言与ASIC原理
课程简介：
《HDL语言与ASIC原理》课程从浅到深全 面地介绍专用集成电路的设计方法和过程。由 于本课程的课时有限，因此，对于多个教材的 内容进行选择和取舍，根据专业方向和学时限 制，选择了参考教材中部分章节内容组成了 《HDL语言与ASIC原理》作为本课程的教学内 容。
此 后 40 多 年 来 ， IC 经 历 了 从 SSI(Small Scale ntegreted)-MSI-LSI-VLSI-ULSI的发展历程。现在的 IC工艺已经接近半导体器件的极限工艺。以CMOS数字 IC为例，在不同发展阶段的特征参数见表1－1。
表1-1 集成电路不同发展阶段的特征参数主要特征
HDL语言与ASIC原理
授课教师：高延军
联系电话：13664301822
HDL语言与ASIC原理
参考教材
1、《专用集成电路》 【美】Micheal john sebastian smith 著
虞惠华 汤庭鳌等译，电子工业出版社 国外电子与通信教材系列
2、《Verilog HDL程序设计教程》 王金明编著，人民邮电出版社
3．用计算机辅助工程CAE的电子设计自动化EDA：
>40 >15 10-15
0.5-1.2 0.2-0.5 0.1-0.2
4-5 6
8
12
1.1.2．集成电路的分类
可以按器件结构类型、集成电路规模、使用 基片材料、电路功能以及应用领域等方法划分。
双极型
TTL
ECL
NMOS
单片IC
MOS型
PMOS
按结构分类
混合IC
BiMOS 厚膜混合IC
CMOS BiMOS
主要特征 SSI MSI LSI VLSI ULSI GSL 元件数/片 <102 102-103 103-105 105-107 107-109 > 109
特征线宽 μm 氧化层厚 nm 结深 μm 硅片直径 inch
5-10 3-5 >120 >100
1.2-2 2 2-3
1-3 < 1 0.3-0.5 .12-0.18
定义：将某种特定应用电路或电路系统用集成电 路的设计方法制造到一片半导体芯片上的技术称为 ASIC技术。
特点：体积小，成本低，性能优，可靠性高，保 密性强，产品综合性能和竞争力好。
1.1.1 集成电路的发展历程
1947年12月Bell实验室肖克莱、巴丁、 布拉顿发明了第一只点接触金锗晶体管， 1950年肖克莱、斯帕克斯、迪尔发明单晶锗 NPN结型晶体管。
1．原始手工设计：
设计过程全部由手工操作，从设计原理 图，硬件电路模拟，到每个元器件单元的 集成电路版图设计，布局布线直到最后得 到一套集成电路掩膜版，全部由人工完成。
设计流程为：设计原理图，硬件电路，电 路模拟，元器件版图设计，版图布局布线， （分层剥离，刻红膜，初缩精缩，分步重 复）制版，流片，成品。
2．计算机辅助设计：
从70年代初开始，起初仅仅能够用个人计算 机辅助输入原理图，接着出现SPICE电路模拟软 件，逐渐开始ICCAD的发展，后来越来越多的计 算机辅助设计软件，越来越强的计算机辅助设计 功能，不但提供了先进的设计方法和手段，更推 动ICCAD技术向自动化设计发展。初期的ICCAD功 能较少，只能对某些功能进行辅助设计，现在利 用计算机辅助设计可以实现的功能大致包括：电 路或系统设计，逻辑设计，逻辑、时序、电路模 拟，版图设计，版图编辑，反向提取，规则检查 等等。
希望通过本课程的学习，使微电子专业的 同学对ASIC的设计方法有一个基本的认识， 为今后从事与该方向相关的工作打下一个基础。
HDL语言与ASIC原理
课程主要内容：
第一部分 绪论 第二部分 Verilog HDL 语言 第三部分 ASIC库设计 第四部分 实践篇
第一部分 绪论
1.1 概述
专 用 集 成 电 路 ASIC （ Application Specific Integrated Circuits）技术是在集成电路发展的基 础上，结合电路和系统的设计方法，利用 ICCAD/EDA/ESDA等计算机辅助技术和设计工具，发展 而来的一种把实用用电路或电路系统集成化的设计方 法。
1952年5月英国皇家研究所的达默提出 集成电路的设想。
1958年德克萨斯仪器公司基尔比为首的 小组研制出第一块由12个器件组成的相移振 荡和触发器集成电路。
这就是世界上最早的集成电路，也就是 现代集成电路的雏形或先驱。
集成电路的发展除了物理原理外还得益于许多新 工艺的发明：
50年美国人奥尔和肖克莱发明的离子注入工艺；
吉林大学专用集成电路设计
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
56年美国人富勒发明的扩散工艺；
60年卢尔和克里斯坦森发明的外延生长工艺；
60年kang和Atalla研制出第一个硅MOS管；
70年斯皮勒和卡斯特兰尼发明的光刻工艺等等， 使晶体管从点接触结构向平面结构过渡并给集成电路 工艺提供了基本的技术支持。因此，从70年代开始， 第一代集成电路才开始发展并迅速成熟。