全定制集成电路设计流程PPT课件
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集成电路设计流程
集成电路设计流程
(1)要素分析：分析用户要求，根据用户需求深入研究，确定集成电路所需要的各种要素，确定所需要的元器件；
(2)原理图设计：按照确定的要素，根据原理及功能确定元器件的布局，完成原理图设计；
(3)栅格布局：根据原理图设计完成元器件的实际布置，并按照规定的栅格布局完成布局；
(4)栅格设计：完成布局后，将布局信息转化为栅格数据，完成栅格设计；
(5)电路模拟：根据栅格设计结果，使用电路模拟软件对电路功能进行模拟；
(6) 驱动器布线设计：根据模拟中发现的问题，将电路输入输出端进行驱动器布线，完成所有驱动器的连接；
(7) 质量测试与验证：根据确定的质量指标，对集成电路的质量进行测试，确保设计的集成电路满足用户对性能的要求；
(8) 封装设计：根据栅格设计结果，进行封装设计，确定实际封装的参数；
(9) 布线设计：完成封装设计后，在封装中进行布线设计，确保集成电路布线连接良好；
(10) 生产组装：将设计完成的集成电路进行实际生产，将所需要的元器件组装，完成集成电路的制作。
集成电路版图设计 ppt课件
(b)
图8.3 交叠的定义
表8.5 TSMC_0.35μm CMOS工艺版图各层图形之间最小交叠
表 16.5 T SM C _0.35μ m C M O S 工 艺 版 图 各 层 图 形 之 间 最 小 交 迭
N _ w e ll A c tiv e P o ly P _ l\p lu s_ se le c t/N _ p lu s_ se l ect C o n ta c t M e ta l1 V ia 1 M e ta l2 E le c tro d e V ia 2 M e ta l3
MOS管的可变参数为：栅长(gate_length)、栅宽(gate_width) 和栅指数(gates)。
栅长(gate_length)指栅极下源区和漏区之间的沟道长度，最 小值为2lambda=0.4μm。
栅宽(gate_width)指栅极下有源区(沟道)的宽度，最小栅宽为 3 lambda=0.6μm。
201010233636cmos差动放大器单元电路设计版图的过程vinvinqr1r2vddmn1mn2mps2mcs2mgcsmcf1mcf2msf1msf2outout图716画l型金属线作地线图717画出两只mcs3并将它们的栅漏和源极互连201010233737vinvinqr1r2vddmn1mn2mps2mcs2mgcsmcf1mcf2msf1msf2outout图718画出两只mn1并将它们的栅漏和源极互连cmos差动放大器单元电路设计版图的过程201010233838图719依次画出r1并联的两只msf1和并联的两只mcf1以及偏压等半边电路版图vinvinqr1r2vddmn1mn2mps2mcs2mgcsmcf1mcf2msf1msf2outoutcmos差动放大器单元电路设计版图的过程201010233939cmos差动放大器单元电路设计版图的过程vinvinqr1r2vddmn1mn2mps2mcs2mgcsmcf1mcf2msf1msf2outout图720通过对图819中半边版图对x轴作镜像复制形成的完整版图201010234040在正式用cadence画版图之前一定要先构思也就是要仔细想一想每个管子打算怎样安排管子之间怎样连接最后的电源线地线怎样走
最新模拟集成电路设计流程课件
Session菜单
Schematic Window Save State Load State Options Reset Quit
回到电路图
2021/1/15
保存当前 所设定的 模拟所用 到的各种
参数
加载已 经保存 的状态
共88页
一些显 示选项 的设置
重置
analog artist。 相当于 重新打 开一个 模拟窗
ac（交流分析）是 分析电路性能随着 运行频率变化而变
化的仿真。
既可以对频率进行 扫描也可以在某个 频率下进行对其它
变量的扫描。
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共88页
22
其它有关的菜单项
Outputs/Setup
当然我们需要输出的有时不仅仅是电流、电压，还有一 些更高级的。比如说：带宽、增益等需要计算的值，这时 我们可以在Outputs/setup中设定其名称和表达式。在运行 模拟之后，这些输出将会很直观的显示出来。
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11
编辑完成的电路图
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共88页
12
一些快捷键
以下是一些常用的快捷键： i 添加元件，即打开添加元件的窗口； [ 缩小两倍； ] 扩大两倍； w 连线（细线）； f 全图显示； p 查看元件属性； m 整体移动（带连接关系）； shift+m 移动（不带连接关系）。
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共88页
13
生成symbol
进入“Virtuoso Schematic Editing： mylib nand2 schematic”窗口。
Design -> Create Cellview->From Cellview
《IC设计流程》课件
《IC设计流程》PPT课件
# IC设计流程 ## 概述 - IC设计是指集成电路的设计过程 - IC设计流程包括多个阶段 - IC设计的目的是制造高质量电子产品
什么是IC设计？
IC设计是指集成电路的设计和制造过程，它涵盖了从初始概念到最终产品的 多个阶段。它是现代电子产品制造过程中的关键步骤。
IC设计流程详解
IC设计行业前景展望
IC设计行业前景广阔，将在智 能手机、物联网等领域持续迎 来机遇。
总结
IC设计流程的重要性
IC设计流程是确保电子产品质量 和性能的关键步骤。
IC设计行业的前景及挑战
IC设计行业将面临激烈的竞争和 技术更新的挑战。
如何提高IC设计效率和质量
采用先进的设计工具和方法，注 重团队协作和创新。
用于评估电路的物理特性 和性能的仿真软件
3 电路仿真软件
用于模拟电路行为和性能 的仿真软件
4 芯片测试仪器
用于测试和评估芯片性能的仪器设备
5 整机测试仪器
用于测试和评估整机性能的仪器设备
IC设计行业数据
IC设计市场规模
IC设计市场规模不断增长，预 计将在未来几年保持稳定增长。
IC设计市场发展趋势
IC设计行业正在向更高集成度、 更低功耗和更高性能的方向发 展。
前期准备
项目规划、技术方案研究、 芯片功能定义、芯片架构设 计等
测试验证
芯片测试、整机应用测试等
电路计
逻辑设计、前端仿真、前端 布局等
物理设计
后端布局、物理验证、物理 仿真等
封装测试
封装设计、封装仿真、封装测试等
IC设计流程中的常用工具
1 电路布局软件
用于设计和优化电路布局 的软件工具
2 物理仿真软件
# IC设计流程 ## 概述 - IC设计是指集成电路的设计过程 - IC设计流程包括多个阶段 - IC设计的目的是制造高质量电子产品
什么是IC设计？
IC设计是指集成电路的设计和制造过程，它涵盖了从初始概念到最终产品的 多个阶段。它是现代电子产品制造过程中的关键步骤。
IC设计流程详解
IC设计行业前景展望
IC设计行业前景广阔，将在智 能手机、物联网等领域持续迎 来机遇。
总结
IC设计流程的重要性
IC设计流程是确保电子产品质量 和性能的关键步骤。
IC设计行业的前景及挑战
IC设计行业将面临激烈的竞争和 技术更新的挑战。
如何提高IC设计效率和质量
采用先进的设计工具和方法，注 重团队协作和创新。
用于评估电路的物理特性 和性能的仿真软件
3 电路仿真软件
用于模拟电路行为和性能 的仿真软件
4 芯片测试仪器
用于测试和评估芯片性能的仪器设备
5 整机测试仪器
用于测试和评估整机性能的仪器设备
IC设计行业数据
IC设计市场规模
IC设计市场规模不断增长，预 计将在未来几年保持稳定增长。
IC设计市场发展趋势
IC设计行业正在向更高集成度、 更低功耗和更高性能的方向发 展。
前期准备
项目规划、技术方案研究、 芯片功能定义、芯片架构设 计等
测试验证
芯片测试、整机应用测试等
电路计
逻辑设计、前端仿真、前端 布局等
物理设计
后端布局、物理验证、物理 仿真等
封装测试
封装设计、封装仿真、封装测试等
IC设计流程中的常用工具
1 电路布局软件
用于设计和优化电路布局 的软件工具
2 物理仿真软件
集成电路设计与制造的主要流程图
集成电路芯片设计过程框架
否 否
否
3
引言
半导体器件物理基础：包括PN结的物理机制、双极管、 MOS管的工作原理等
器件
小规模电路
大规模电路
超大规模电路
甚大规模电路
电路的制备工艺：光刻、刻蚀、氧化、离子注入、扩散、 化学气相淀积、金属蒸发或溅射、封装等工序
集成电路设计：另一重要环节，最能反映人的能动性
✓ 高度复杂电路系统的要求 ✓ 什么是分层分级设计？ 将一个复杂的集成电路系统的设计问题分解为复杂性较低的设 计级别，这个级别可以再分解到复杂性更低的设计级别；这样 的分解一直继续到使最终的设计级别的复杂性足够低，也就是 说，能相当容易地由这一级设计出的单元逐级组织起复杂的系 统。一般来说，级别越高，抽象程度越高；级别越低，细节越 具体
集成电路 设计与制造的主要流程
1
集成电路设计与制造的主要流程框架
系 统 需 求 设计
掩膜版
芯片制造 过程
芯片检测
封装 测试
单晶、外 延材料
2
集成电路的设计过程：
设计创意 +
仿真验证
功能要求 行为设计（VHDL）
行为仿真 是
综合、优化——网表
时序仿真 是
布局布线——版图
—设计业—
后仿真 是
Sing off
没有单元库支持：对各单元进行电路设计，通过电
路模拟与分析，预测电路的直流、交流、瞬态等特性， 之后再根据模拟结果反复修改器件参数，直到获得满 意的结果。由此可形成用户自己的单元库
21
单元库：一组单元电路的集合
经过优化设计、并通过设计规则检查和反复工艺验证， 能正确反映所需的逻辑和电路功能以及性能，适合于工 艺制备，可达到最大的成品率。
否 否
否
3
引言
半导体器件物理基础：包括PN结的物理机制、双极管、 MOS管的工作原理等
器件
小规模电路
大规模电路
超大规模电路
甚大规模电路
电路的制备工艺：光刻、刻蚀、氧化、离子注入、扩散、 化学气相淀积、金属蒸发或溅射、封装等工序
集成电路设计：另一重要环节，最能反映人的能动性
✓ 高度复杂电路系统的要求 ✓ 什么是分层分级设计？ 将一个复杂的集成电路系统的设计问题分解为复杂性较低的设 计级别，这个级别可以再分解到复杂性更低的设计级别；这样 的分解一直继续到使最终的设计级别的复杂性足够低，也就是 说，能相当容易地由这一级设计出的单元逐级组织起复杂的系 统。一般来说，级别越高，抽象程度越高；级别越低，细节越 具体
集成电路 设计与制造的主要流程
1
集成电路设计与制造的主要流程框架
系 统 需 求 设计
掩膜版
芯片制造 过程
芯片检测
封装 测试
单晶、外 延材料
2
集成电路的设计过程：
设计创意 +
仿真验证
功能要求 行为设计（VHDL）
行为仿真 是
综合、优化——网表
时序仿真 是
布局布线——版图
—设计业—
后仿真 是
Sing off
没有单元库支持：对各单元进行电路设计，通过电
路模拟与分析，预测电路的直流、交流、瞬态等特性， 之后再根据模拟结果反复修改器件参数，直到获得满 意的结果。由此可形成用户自己的单元库
21
单元库：一组单元电路的集合
经过优化设计、并通过设计规则检查和反复工艺验证， 能正确反映所需的逻辑和电路功能以及性能，适合于工 艺制备，可达到最大的成品率。
《集成电路版图设计》课件
元器件工作原理
了解各种元器件的工作原理是进行版图设计的基础，如晶 体管的工作原理涉及到载流子的运动和电荷的积累等。
元器件版图设计规则
在进行元器件版图设计时，需要遵循一定的设计规则，如 电阻的阻值计算、电容的容量计算等，以确保设计的准确 性和可靠性。
集成电路工艺
01 02
集成电路工艺流程
集成电路的制造需要经过多个工艺步骤，包括薄膜制备、光刻、刻蚀、 掺杂等，这些工艺步骤的参数和条件对集成电路的性能和可靠性有着重 要影响。
学生需要按照指导要求，完成集成电路版图设计实践任务，并
提交实践报告。
集成电路版图设计实践图设计
案例四
某混合信号集成电 路版图设计
案例一
某数字集成电路版 图设计
案例三
某射频集成电路版 图设计
案例五
某可编程逻辑集成 电路版图设计
集成电路版图设计实践经验总结
实践经验总结的重要性
特点
集成电路版图设计具有高精度、 高复杂度、高一致性的特点，需 要综合考虑电路功能、性能、可 靠性以及制造工艺等多个方面。
集成电路版图设计的重要性
01
02
03
实现电路功能
集成电路版图设计是将电 路设计转化为实际产品的 关键环节，是实现电路功 能的重要保障。
提高性能和可靠性
合理的版图设计可以提高 集成电路的性能和可靠性 ，确保产品在长期使用中 保持稳定。
DRC/LVS检查
进行设计规则检查和版图验证 ，确保版图设计的正确性和可 制造性。
布图输出
将版图数据输出到制造环节， 进行硅片的制作。
02
集成电路版图设计基础知识
半导体材料
半导体材料分类
半导体材料分为元素半导体和化合物半导体两大类，元素半导体包括硅和锗，化合物半导 体包括三五族化合物（如砷化镓、磷化镓等）和二六族化合物（如硫化镉、硒化镉等）。
了解各种元器件的工作原理是进行版图设计的基础，如晶 体管的工作原理涉及到载流子的运动和电荷的积累等。
元器件版图设计规则
在进行元器件版图设计时，需要遵循一定的设计规则，如 电阻的阻值计算、电容的容量计算等，以确保设计的准确 性和可靠性。
集成电路工艺
01 02
集成电路工艺流程
集成电路的制造需要经过多个工艺步骤，包括薄膜制备、光刻、刻蚀、 掺杂等，这些工艺步骤的参数和条件对集成电路的性能和可靠性有着重 要影响。
学生需要按照指导要求，完成集成电路版图设计实践任务，并
提交实践报告。
集成电路版图设计实践图设计
案例四
某混合信号集成电 路版图设计
案例一
某数字集成电路版 图设计
案例三
某射频集成电路版 图设计
案例五
某可编程逻辑集成 电路版图设计
集成电路版图设计实践经验总结
实践经验总结的重要性
特点
集成电路版图设计具有高精度、 高复杂度、高一致性的特点，需 要综合考虑电路功能、性能、可 靠性以及制造工艺等多个方面。
集成电路版图设计的重要性
01
02
03
实现电路功能
集成电路版图设计是将电 路设计转化为实际产品的 关键环节，是实现电路功 能的重要保障。
提高性能和可靠性
合理的版图设计可以提高 集成电路的性能和可靠性 ，确保产品在长期使用中 保持稳定。
DRC/LVS检查
进行设计规则检查和版图验证 ，确保版图设计的正确性和可 制造性。
布图输出
将版图数据输出到制造环节， 进行硅片的制作。
02
集成电路版图设计基础知识
半导体材料
半导体材料分类
半导体材料分为元素半导体和化合物半导体两大类，元素半导体包括硅和锗，化合物半导 体包括三五族化合物（如砷化镓、磷化镓等）和二六族化合物（如硫化镉、硒化镉等）。
《集成电路版图设计》(第二章)PPT课件
方式二：选择Attach
基于Cadence系统的 全定制版图设计基础
基于Cadence系统的 全定制版图设计基础
三、显示文件准备
LSW窗口：
✓ nwell是N 阱，PMOS管做在N阱中； ✓ ndiff是N型扩散区，也叫N型有源区（active），用来做NMOS管； ✓ pdiff是P型扩散区，也叫P型有源区，用来做PMOS管； ✓ nimp是N型扩散区注入层； ✓ pimp是P型扩散区注入层； ✓ poly是多晶层，主要用来做管子的栅极； ✓ cont是接触孔contact； ✓ metal1是一铝层； ✓ via1是一铝层和二铝层之间的连接孔，称为通孔； ✓ metal2是二铝层； ✓ pad是压焊点所在的层； ✓ 其它还包括一些特殊器件上的标识层等等
3、单元的宽长比设 置原则——最常见 宽长比的设置
逻辑图中每一 个管子宽长比 的设置
基于Cadence系统的 全定制版图设计基础
3、单元的宽长 比设置原则— —最常见宽长 比的设置（续）
单元符号的建立和 Label的设置
基于Cadence系统的 全定制版图设计基础
3、单元的宽长比 设置原则——其它 宽长比的设置
基于Cadence系统的 全定制版图设计基础
第一部分、D508项目逻辑图的准备
一、逻辑图输入工具启动
二、一个传输门逻辑图及符 号的输入流程
三、D508项目单元逻辑图的准备 四、D508项目总体逻辑图的准备
第二部分、D508项目版图输入准备
一、设计规则准备 二、工艺文件准备 三、显示文件准备
第三部分、版图设计步骤及操作
三、显示文件准备（续）
基于Cadence系统的 全定制版图设计基础
Display Resource Editor 窗口：
《集成电路设计》课件
蒙特卡洛模拟法
通过随机抽样和概率统计的方法，模 拟系统或产品的失效过程，评估其可 靠性。
可靠性分析流程
确定分析目标
明确可靠性分析的目 的和要求，确定分析 的对象和范围。
进行需求分析
分析系统或产品的使 用环境和条件，确定 影响可靠性的因素和 条件。
进行失效分析
分析系统或产品中可 能出现的失效模式和 原因，确定失效对系 统性能和功能的影响 。
DRC/LVS验证
DRC/LVS验证概述
DRC/LVS验证是物理验证中的两个重要步骤，用于检查设计的物 理实现是否符合设计规则和电路图的要求。
DRC验证
DRC验证是对设计的物理实现进行规则检查的过程，以确保设计的 几何尺寸、线条宽度、间距等参数符合设计规则的要求。
LVS验证
LVS验证是检查设计的物理实现与电路图一致性的过程，以确保设 计的逻辑功能在物理实现中得到正确实现。
版图设计流程
确定设计规格
明确设计目标、性能指标和制造工艺要求 。
导出掩模版
将最终的版图导出为掩模版，用于集成电 路制造。
电路设计和模拟
进行电路设计和仿真，以验证电路功能和 性能。
物理验证和修改
进行DRC、LVS等物理验证，根据结果进 行版图修改和完善。
版图绘制
将电路设计转换为版图，使用专业软件进 行绘制。
集成电路设计工具
电路仿真工具
用于电路设计和仿真的软件， 如Cadence、Synopsys等。
版图编辑工具
用于绘制版图的软件，如Laker 、Virtuoso等。
物理验证工具
用于验证版图设计的正确性和 可靠性的软件，如DRC、LVS等 。
可靠性分析工具
用于进行可靠性分析和测试的 软件，如EERecalculator、 Calibre等。
通过随机抽样和概率统计的方法，模 拟系统或产品的失效过程，评估其可 靠性。
可靠性分析流程
确定分析目标
明确可靠性分析的目 的和要求，确定分析 的对象和范围。
进行需求分析
分析系统或产品的使 用环境和条件，确定 影响可靠性的因素和 条件。
进行失效分析
分析系统或产品中可 能出现的失效模式和 原因，确定失效对系 统性能和功能的影响 。
DRC/LVS验证
DRC/LVS验证概述
DRC/LVS验证是物理验证中的两个重要步骤，用于检查设计的物 理实现是否符合设计规则和电路图的要求。
DRC验证
DRC验证是对设计的物理实现进行规则检查的过程，以确保设计的 几何尺寸、线条宽度、间距等参数符合设计规则的要求。
LVS验证
LVS验证是检查设计的物理实现与电路图一致性的过程，以确保设 计的逻辑功能在物理实现中得到正确实现。
版图设计流程
确定设计规格
明确设计目标、性能指标和制造工艺要求 。
导出掩模版
将最终的版图导出为掩模版，用于集成电 路制造。
电路设计和模拟
进行电路设计和仿真，以验证电路功能和 性能。
物理验证和修改
进行DRC、LVS等物理验证，根据结果进 行版图修改和完善。
版图绘制
将电路设计转换为版图，使用专业软件进 行绘制。
集成电路设计工具
电路仿真工具
用于电路设计和仿真的软件， 如Cadence、Synopsys等。
版图编辑工具
用于绘制版图的软件，如Laker 、Virtuoso等。
物理验证工具
用于验证版图设计的正确性和 可靠性的软件，如DRC、LVS等 。
可靠性分析工具
用于进行可靠性分析和测试的 软件，如EERecalculator、 Calibre等。
集成电路设计中的全定制电路设计
集成电路设计中的全定制电路设计全定制电路设计是集成电路设计的一个重要分支，它与传统的标准细胞库设计方法相比，具有更大的灵活性和更高的性能。
本文将详细介绍全定制电路设计的基本概念、设计流程、优势以及应用。
1. 全定制电路设计的基本概念全定制电路设计，顾名思义，就是根据特定的应用需求，为特定的功能设计电路。
与标准细胞库设计方法不同，全定制电路设计不依赖于预先定义的单元库，而是完全根据设计的实际需求来定制电路。
这种设计方法可以在保证性能的同时，最大限度地减少电路的面积和功耗。
2. 全定制电路设计的设计流程全定制电路设计通常包括以下几个基本步骤：2.1 需求分析在需求分析阶段，设计师需要充分理解电路的功能需求，包括输入输出信号、工作频率、功耗等关键参数。
这一步是整个设计过程的基础，直接关系到后续电路设计的成败。
2.2 逻辑设计在逻辑设计阶段，设计师需要根据需求分析的结果，设计出满足功能要求的逻辑电路。
这一步通常使用硬件描述语言（HDL）进行描述，如Verilog或VHDL。
2.3 电路合成在电路合成阶段，需要将逻辑设计阶段得到的描述转化为具体的电路结构。
这一步涉及到电路的优化和布局，目的是为了在满足性能要求的同时，尽可能减少电路的面积和功耗。
2.4 仿真验证在仿真验证阶段，需要使用专门的仿真工具对设计好的电路进行功能和性能的验证。
这一步是非常重要的，因为它可以帮助设计师及时发现并修复设计中的错误。
2.5 物理设计在物理设计阶段，需要将电路合成阶段得到的结构映射到具体的集成电路工艺上，进行版图绘制和后端处理。
这一步需要考虑到电路的布局、布线、功耗分布等因素，以保证电路在实际制造过程中的性能和可靠性。
3. 全定制电路设计的优势全定制电路设计具有以下几个显著的优势：3.1 性能优化由于全定制电路设计是完全根据实际需求来定制电路，因此可以在保证功能的同时，实现最优的性能。
这与标准细胞库设计方法相比，可以显著提高电路的运行速度和效率。
《集成电路设计导论》PPT课件
7
Foundry
设计中心
寄存器传输 级行为描述
单元库
布局布线
向 Foundry 提供 网表
行为仿真 综合
逻辑网表 逻辑模拟
掩膜版图
生成 延迟 版图检查 / 网表和参数提取 文 件
/ 网表一致性检查
后仿真 产生测试向量
制版 / 流片 /测试/封装
8
门阵列法设计流程图
门阵列方法的设计特点：设计周期短，设计成本低，适 合设计适当规模、中等性能、要求设计时间短、数量相 对较少的电路。 不足：设计灵活性较低；门利用率低；芯片面积浪费。
10
SC法设计流程与门阵列法相似，但有若干基本的不同点：
(1) 在门阵列法中逻辑图是转换成门阵列所具有的单元或宏单元，而标准单 元法则转换成标准单元库中所具有的标准单元。
(2) 门阵列设计时首先要选定某一种门复杂度的基片，因而门阵列的布局和 布线是在最大的门数目、最大的压焊块数目、布线通道的间距都确定的 前提下进行的。标准单元法则不同，它的单元数、压焊块数取决于具体 设计的要求，而且布线通道的间距是可变的，当布线发生困难时，通道 间距可以随时加大，因而布局和布线是在一种不太受约束的条件下进行 的。
时钟产生 单元
A/D
脚
通用单元法示意图
13
BB单元：
较大规模的功能块（如ROM、RAM、ALU或模拟电路单元等），单元可 以用GA、SC、PLD或全定制方法设计。
BB布图特点：
任意形状的单元（一般为矩形或“L”型）、任意位置、无布线通道。
BB方法特点：
较大的设计自由度，可以在版图和性能上得到最佳的优化。
1、微电子（集成电路）技术概述 2、集成电路设计步骤及方法
1
集成电路设计步骤
Foundry
设计中心
寄存器传输 级行为描述
单元库
布局布线
向 Foundry 提供 网表
行为仿真 综合
逻辑网表 逻辑模拟
掩膜版图
生成 延迟 版图检查 / 网表和参数提取 文 件
/ 网表一致性检查
后仿真 产生测试向量
制版 / 流片 /测试/封装
8
门阵列法设计流程图
门阵列方法的设计特点：设计周期短，设计成本低，适 合设计适当规模、中等性能、要求设计时间短、数量相 对较少的电路。 不足：设计灵活性较低；门利用率低；芯片面积浪费。
10
SC法设计流程与门阵列法相似，但有若干基本的不同点：
(1) 在门阵列法中逻辑图是转换成门阵列所具有的单元或宏单元，而标准单 元法则转换成标准单元库中所具有的标准单元。
(2) 门阵列设计时首先要选定某一种门复杂度的基片，因而门阵列的布局和 布线是在最大的门数目、最大的压焊块数目、布线通道的间距都确定的 前提下进行的。标准单元法则不同，它的单元数、压焊块数取决于具体 设计的要求，而且布线通道的间距是可变的，当布线发生困难时，通道 间距可以随时加大，因而布局和布线是在一种不太受约束的条件下进行 的。
时钟产生 单元
A/D
脚
通用单元法示意图
13
BB单元：
较大规模的功能块（如ROM、RAM、ALU或模拟电路单元等），单元可 以用GA、SC、PLD或全定制方法设计。
BB布图特点：
任意形状的单元（一般为矩形或“L”型）、任意位置、无布线通道。
BB方法特点：
较大的设计自由度，可以在版图和性能上得到最佳的优化。
1、微电子（集成电路）技术概述 2、集成电路设计步骤及方法
1
集成电路设计步骤
《集成电路设计导论》课件
IC设计的测试和验证
探讨IC设计的测试和验证技术， 以确保设计的正确性和可靠性。
总结与展望
集成电路设计的现状与未来趋势
总结集成电路设计的现状并展望未来的发展趋 势，如人工智能芯片和物联网应用。
集成电路设计中的挑战与机遇
探讨集成电路设计中面临的挑战和机遇，如功 耗优化和设计验证等。
《集成电路设计导论》 PPT课件
这是一套《集成电路设计导论》的PPT课件，针对集成电路的概念、分类和历 史发展等主题进行介绍，通过丰富的内容和精美的图片，让学习更加生动有 趣。
第一章：集成电路概述
集成电路的定义
介绍集成电路的基本概念和定义，以及其在电子领域中的重要作用。
集成电路的分类
分析不同类型的集成电路，包括数字集成电路、模拟集成电路和混合集成电路。
探讨集成电路设计中常用的仿真 技术，如时序仿真、噪声仿真和 功耗仿真等。
CMOS工艺的基本原理和特点，以及其在集成电路设计中的应用。
2
CMOS电路设计基础
讨论CMOS电路设计的基本原则和技巧，包括逻辑门设计和布局。
3
CMOS电路的布局与布线
解释CMOS电路布局与布线的重要性，以及如何进行最佳布局和布线。
第五章：模拟电路设计
模拟电路设计基础
介绍模拟电路设计的基本原理和 技术，包括信号放大、滤波和稳 压等。
模拟电路的建模与仿真
讨论模拟电路的建模方法和仿真 技术，以验证电路设计的准确性 和性能。
模拟电路的测试和调试
探讨模拟电路的测试和调试方法， 以保证电路的可靠性和稳定性。
第六章：数字电路设计
1
数字电路的逻辑设计
第四章：数模转换电路设计
数模转换电路的种类
《集成电路版图设计》课件(第二章)
基于Cadence系统的 全定制版图设计基础
方式二：选择Attach
基于Cadence系统的 全定制版图设计基础
基于Cadence系统的 全定制版图设计基础
三、显示文件准备
LSW窗口：
nwell是N 阱，PMOS管做在N阱中； ndiff是N型扩散区，也叫N型有源区（active），用来做NMOS管； pdiff是P型扩散区，也叫P型有源区，用来做PMOS管； nimp是N型扩散区注入层； pimp是P型扩散区注入层； poly是多晶层，主要用来做管子的栅极； cont是接触孔contact； metal1是一铝层； via1是一铝层和二铝层之间的连接孔，称为通孔； metal2是二铝层； pad是压焊点所在的层； 其它还包括一些特殊器件上的标识层等等
基于Cadence系统的 全定制版图设计基础
数字部分
四、D508项目总体逻辑图
基于Cadence系统的 全定制版图设计基础
模拟部分
基于Cadence系统的 全定制版图设计基础
第二部分、D508项目版图输入准备
一、设计规则准备
4）逻辑图输入完成后的检查
基于Cadence系统的 全定制版图设计基础
从Design菜单当中选择Check and Save， 会显示错误（errors）或者警告（warnings） 的数量。若有错误或者警告，则会在逻辑 图上相应的地方显示一个黄色的叉号，并 且高亮（HighLight）显示。
基于Cadence系统的 全定制版图设计基础
3、单元的宽长比 设置原则——其它 宽长比的设置
基于Cadence系统的 全定制版图设计基础
集成电路设计与制造的主要流程框架(PPT 48张)
第四阶段：时序验证与版图设计 任务：静态时序分析从整个电路中提取出所有 时序路径，然后通过计算信号沿在路径上的延 迟传播，找出违背时序约束的错误(主要是 SetupTime 和 HoldTime),与激励无关。在深亚 微米工艺中，因为电路连线延迟大于单元延迟， 通常预布局布线反复较多，要多次调整布局方 案，对布局布线有指导意义。 流程：预布局布线(SDF文件)--网表仿真(带延时 文件)--静态时序分析--布局布线--参数提取-SDF文件--后仿真--静态时序分析--测试向量生 成。
第一阶段：项目策划 任务：形成项目任务书 (项目进度，周期管理等)。流 程：市场需求--调研--可行性研究--论证--决策--任务 书。 第二阶段：总体设计 任务：确定设计对象和目标，进一步明确芯片功能、 内外部性能要求，参数指标，论证各种可行方案，选 择最佳方式，加工厂家，工艺水准。 流程：需求分析--系统方案--系统设计--系统仿真。 输出：系统规范化说明(System Specification)：包括系 统功能,性能,物理尺寸,设计模式,制造工艺,设计周期, 设计费用等等.
流程：逻辑设计--子功能分解--详细时序框图--分块 逻辑仿真--电路设计(算法的行为级，RTL级描述)-功能仿真--综合(加时序约束和设计库)--电路网表-网表仿真。 输出： 功能设计(Function Design)：将系统功能的实现方案 设计出来.通常是给出系统的时序图及各子模块之 间的数据流图。 逻辑设计(Logic Design)：这一步是将系统功能结构 化.通常以文本(Verilog HDL 或VHDL),原理图,逻辑 图表示设计结果,有时也采用布尔表达式来表示设 计结果。 电路设计(Circuit Design)：电路设计是将逻辑设计表 达式转换成电路实现。
集成电路设计与制造的主要流程ppt
激光扫描阵列：特殊的门阵列设计方法
对于一个特殊结构的门阵列母片，片上晶体管和 逻辑门之间都有电学连接，用专门的激光扫描光 刻设备切断不需要连接处的连线，实现ASIC功能。
只需一步刻铝工艺，加工周期短；
采用激光扫描曝光，省去了常规门阵列方法中的 制版工艺。但制备时间较长。
一般用于小批量(200～2000块)ASIC的制造
版图设计
功能描述与逻辑描述
功能图 逻辑图 电路图 符号式版图 , 版图
举例：x=a’b+ab’；CMOS与非门；CMOS反相器版图
什么是版图？一组相互套合的图形，各层版图相 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
设计流程
理想的设计流程(自顶向下：TOP-DOWN）
元件 门
元胞
宏单元（功能块）
基于单元库的描述：层次描述
单元库可由厂家提供，可由用户自行建立
B. 模拟电路：尚无良好的综合软件
RTL级仿真通过后，根据设计经验进行电路设计
原理图输入
电路模拟与验证
模拟单元库
逻辑和电路设计的输出：网表（元件及其连接关系）或逻
辑图、电路图
软件支持：逻辑综合、逻辑模拟、电路模拟、时序分析等软
设计的基本过程 （举例）
功能设计 逻辑和电路设计 版图设计
集成电路设计的最终输出是掩膜版图，通过制版 和工艺流片可以得到所需的集成电路。 设计与制备之间的接口：版图
主要内容
IC设计特点及设计信息描述 典型设计流程 典型的布图设计方法及可测性设计技术
设计特点和设计信息描述
没有单元库支持：对各单元进行电路设计，通过电
路模拟与分析，预测电路的直流、交流、瞬态等特性， 之后再根据模拟结果反复修改器件参数，直到获得满 意的结果。由此可形成用户自己的单元库
《集成电路制造》课件
详细描述
新材料的应用能够提高集成电路的集成度和运算 速度，同时降低能耗，延长设备的使用寿命。
新设备的应用
总结词
新设备的应用是推动集成电路制造技术进步的重要因素。
总结词
新设备的应用将促进集成电路制造的规模化和精细化。
详细描述
随着光刻、刻蚀等关键设备技术的不断突破，新一代的设 备如EUV光刻机、纳米压印设备等将进一步提高集成电路 的制造精度和效率。
2023-2026
ONE
KEEP VIEW
《集成电路制造》 PPT课件
REPORTING
CATALOGUE
目 录
• 集成电路制造概述 • 集成电路制造材料 • 集成电路制造设备 • 集成电路制造工艺 • 集成电路制造中的问题与对策 • 集成电路制造的未来发展
PART 01
集成电路制造概述
集成电路制造的定义
热处理设备种类
包括快速热处理、退火炉、氧化炉等。
热处理设备的作用
优化材料性能，提高集成电路的稳定性和可 靠性。
光刻设备
光刻设备
用于将设计好的电路图形转移到硅片 表面，是集成电路制造中的关键设备 之一。
光刻设备种类
包括接触式光刻机、接近式光刻机、 投影式光刻机等。
光刻原理
利用光敏材料和光的干涉、衍射等作 用，将电路图形从掩膜版转移到硅片 表面。
效益。
PART 06
集成电路制造的未来发展
新材料的应用
总结词
新材料的应用是集成电路制造未来发展的关键之 一。
总结词
新材料的应用有助于提高集成电路的性能和降低 能耗。
详细描述
随着科技的不断发展，新型半导体材料如碳纳米 管、二维材料等逐渐崭露头角，它们具有更高的 电子迁移率、更强的耐热性等特点，为集成电路 制造带来了新的可能性。
新材料的应用能够提高集成电路的集成度和运算 速度，同时降低能耗，延长设备的使用寿命。
新设备的应用
总结词
新设备的应用是推动集成电路制造技术进步的重要因素。
总结词
新设备的应用将促进集成电路制造的规模化和精细化。
详细描述
随着光刻、刻蚀等关键设备技术的不断突破，新一代的设 备如EUV光刻机、纳米压印设备等将进一步提高集成电路 的制造精度和效率。
2023-2026
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目 录
• 集成电路制造概述 • 集成电路制造材料 • 集成电路制造设备 • 集成电路制造工艺 • 集成电路制造中的问题与对策 • 集成电路制造的未来发展
PART 01
集成电路制造概述
集成电路制造的定义
热处理设备种类
包括快速热处理、退火炉、氧化炉等。
热处理设备的作用
优化材料性能，提高集成电路的稳定性和可 靠性。
光刻设备
光刻设备
用于将设计好的电路图形转移到硅片 表面，是集成电路制造中的关键设备 之一。
光刻设备种类
包括接触式光刻机、接近式光刻机、 投影式光刻机等。
光刻原理
利用光敏材料和光的干涉、衍射等作 用，将电路图形从掩膜版转移到硅片 表面。
效益。
PART 06
集成电路制造的未来发展
新材料的应用
总结词
新材料的应用是集成电路制造未来发展的关键之 一。
总结词
新材料的应用有助于提高集成电路的性能和降低 能耗。
详细描述
随着科技的不断发展，新型半导体材料如碳纳米 管、二维材料等逐渐崭露头角，它们具有更高的 电子迁移率、更强的耐热性等特点，为集成电路 制造带来了新的可能性。
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20
设计规则检查（DRC） 对版图进行几何规则检查，使得设计的电路可 以被制造出来。 电气规则检查（ERC） 检查电源地的短路，开路，浮空的器件、浮空 的网络… 一致性校验（LVS） 检查版图和电路图的一致性 RC分布参数提取
21
22
数模混合集成电路 设计流程
23
测试向量
技术规范
系统级建模
总体设计 数字／模拟
18
* Feedback CAP Cc vout 4 0.44pF Cl vout 0 4pF Ibias vdd vbias 8.8u * Voltage sourses vdd vdd 0 5v vss vss 0 0v
19
版图设计
布局:安排模块位置(面积/速度) 电源分布 信号耦合 天线效应 电磁兼容性 可控硅效应 静电保护 焊盘位置、封装 测试探针
可靠性分析 可控硅效应 静电放电(ESD)
9
芯片封装
功能：提供保护、散热和系统连接 考虑： 引脚数目 管芯大小 热阻 安装方式 电气特性 DEBUG
10
电路设计
•功能 •定时约束 •可测试性设计 •电源地 •功耗
11
电路技术规范：
电气条件 极限工作条件：电源电压、输入电压范围、工作温
度范围、存储温度范围 静态参数：输入／输出电压、电流、功耗 动态工作参数：工作频率、上升／下降时间、建立
Typical
15
16
*Two stage OP design .lib "umc05.lib" TYP .options post nomod .TEMP 27 * Netlist information M1 3 1 5 0 nmos L=2u W=8u AS=18p AD=18p + PS=18u PD=18u M2 4 2 5 0 nmos L=2u W=8u AS=18p AD=18p + PS=18u PD=18u M3 3 3 vdd vdd pmos L=10u W=10u AS=12p AD=12p PS=16u PD=16u
17
M4 4 3 vdd vdd pmos L=10u W=10u AS=12p AD=12p PS=16u PD=16u M5 5 vbias vss vss nmos L=2u W=7u AS=49p AD=49p PS=26u PD=26u M6 vout 4 vdd vdd pmos L=2u W=70u AS=490p AD=490p PS=150u PD=150u M7 vout vbias vss vss nmos L=2u W=130u AS=930p AD=930p + PS=260u PD=260u M8 vbias vbias vss vss nmos L=2u W=7u AS=49p AD=49p PS=26u PD=26u
划分 RTL描述仿
真
A
模拟单元技 术规范
结构选择电 路设计
B
24
约束 综合库 扫描链／BIST配置
测试向量 仿真库
物理约束 单元库
A
逻辑综合
门级混合仿 真
版图规划
布局 RC延时估计
C
定时估计
B 设计仿真
模拟单元模型 定时估计
版图设计
E
物理验证 RC分布参数
提取
后仿真
D
25VS， DRC,ERC）
TapeOut
网表 定时信息
D
模拟单元模 型修正
定时验证
OK？
E
26
2020/1/3
27
保持时间
功能定义：真值表、状态图，… 模拟指标：频率响应、电源抑制比、共模抑制比、稳
定时间、增益、增益误差，…
其他：
ESD，I/O电容、测量条件、引脚对应、封装形式，…
12
电路设计时应当考虑 工艺参数：每一层的厚度… 工艺流程： 电气参数：阈值电压、最大耐压、方块电阻、 方块电容、温度系数… 设计规则： 晶体管模型参数
7
后仿真
实际的互连线有阻抗特性，对原有电路的功能／ 性能有影响， 完整的设计必须考虑互连线对电路的影响； 准确的互连线模型才能得到准确的仿真结果； 完整的互连线模型是分布参数模型，在仿真时必 须考虑分布参数元件的缩减 后仿真包括RC分布参数提取和仿真
8
信号完整性分析
集成电路中线间距很小、一个信号线上的信号变 化可能影响其他信号的波形； 集成电路所有元件加工在同一个衬底上，干扰信 号可能通过衬底影响其它元件； 集成电路上的电源和地用金属线连接到所有元件 上，金属线上的分布电感可以把电流的变化转换 成电压的变化而影响电路的工作；
13
2020/1/3
14
设计容限
制造误差：
Fast
Typical
Slow
温度变化：
0 ℃ -25 ℃ -70 ℃（商业）
-55 ℃ -25 ℃ -125℃（军品）
电源变化：
VDDX(1+/-10%)
Desing Conner
VDD ,T , fast PMOS, fast NMOS
VDD ,T , slow PMOS, slow NMOS
4
仿真
根据给定的元件模型验证所设计电路的功能和指标 提供电路参数修改的依据 根据模拟结果得到版图设计的依据：电源线宽… 根据工艺参数误差确定电路的工作范围和限制 验证环境变化对电路特性的影响
5
版图设计
将电路转换成集成电路加工所需要的几何图形描述
6
版图验证
每个工艺都有其设备和控制上的极限，如：光解析度、化 学药品浓度、温度、时间…；版图设计必须能够适应工艺 流程合理的差异，在版图设计过程中要符合代工厂的要求 设计规则。 电路设计和版图设计是设计过程中不同的阶段，必须确认 电路与版图之间的映射关系。
全定制集成电路 设计流程
1
2
确定技术规范
系统级建模
测试向量 单元模型
测试向量 单元模型
模块技术规范 仿真
布局
单元库
后仿真 满足规范要求?
版图验证 RC参数提取
设计规则
生产
3
电路设计
根据技术规范选择合适的结构 根据结构选择元件的组合 根据交直流参数要求确定晶体管的大小和工作点 根据环境确定负载类型和大小
设计规则检查（DRC） 对版图进行几何规则检查，使得设计的电路可 以被制造出来。 电气规则检查（ERC） 检查电源地的短路，开路，浮空的器件、浮空 的网络… 一致性校验（LVS） 检查版图和电路图的一致性 RC分布参数提取
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数模混合集成电路 设计流程
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测试向量
技术规范
系统级建模
总体设计 数字／模拟
18
* Feedback CAP Cc vout 4 0.44pF Cl vout 0 4pF Ibias vdd vbias 8.8u * Voltage sourses vdd vdd 0 5v vss vss 0 0v
19
版图设计
布局:安排模块位置(面积/速度) 电源分布 信号耦合 天线效应 电磁兼容性 可控硅效应 静电保护 焊盘位置、封装 测试探针
可靠性分析 可控硅效应 静电放电(ESD)
9
芯片封装
功能：提供保护、散热和系统连接 考虑： 引脚数目 管芯大小 热阻 安装方式 电气特性 DEBUG
10
电路设计
•功能 •定时约束 •可测试性设计 •电源地 •功耗
11
电路技术规范：
电气条件 极限工作条件：电源电压、输入电压范围、工作温
度范围、存储温度范围 静态参数：输入／输出电压、电流、功耗 动态工作参数：工作频率、上升／下降时间、建立
Typical
15
16
*Two stage OP design .lib "umc05.lib" TYP .options post nomod .TEMP 27 * Netlist information M1 3 1 5 0 nmos L=2u W=8u AS=18p AD=18p + PS=18u PD=18u M2 4 2 5 0 nmos L=2u W=8u AS=18p AD=18p + PS=18u PD=18u M3 3 3 vdd vdd pmos L=10u W=10u AS=12p AD=12p PS=16u PD=16u
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M4 4 3 vdd vdd pmos L=10u W=10u AS=12p AD=12p PS=16u PD=16u M5 5 vbias vss vss nmos L=2u W=7u AS=49p AD=49p PS=26u PD=26u M6 vout 4 vdd vdd pmos L=2u W=70u AS=490p AD=490p PS=150u PD=150u M7 vout vbias vss vss nmos L=2u W=130u AS=930p AD=930p + PS=260u PD=260u M8 vbias vbias vss vss nmos L=2u W=7u AS=49p AD=49p PS=26u PD=26u
划分 RTL描述仿
真
A
模拟单元技 术规范
结构选择电 路设计
B
24
约束 综合库 扫描链／BIST配置
测试向量 仿真库
物理约束 单元库
A
逻辑综合
门级混合仿 真
版图规划
布局 RC延时估计
C
定时估计
B 设计仿真
模拟单元模型 定时估计
版图设计
E
物理验证 RC分布参数
提取
后仿真
D
25VS， DRC,ERC）
TapeOut
网表 定时信息
D
模拟单元模 型修正
定时验证
OK？
E
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2020/1/3
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保持时间
功能定义：真值表、状态图，… 模拟指标：频率响应、电源抑制比、共模抑制比、稳
定时间、增益、增益误差，…
其他：
ESD，I/O电容、测量条件、引脚对应、封装形式，…
12
电路设计时应当考虑 工艺参数：每一层的厚度… 工艺流程： 电气参数：阈值电压、最大耐压、方块电阻、 方块电容、温度系数… 设计规则： 晶体管模型参数
7
后仿真
实际的互连线有阻抗特性，对原有电路的功能／ 性能有影响， 完整的设计必须考虑互连线对电路的影响； 准确的互连线模型才能得到准确的仿真结果； 完整的互连线模型是分布参数模型，在仿真时必 须考虑分布参数元件的缩减 后仿真包括RC分布参数提取和仿真
8
信号完整性分析
集成电路中线间距很小、一个信号线上的信号变 化可能影响其他信号的波形； 集成电路所有元件加工在同一个衬底上，干扰信 号可能通过衬底影响其它元件； 集成电路上的电源和地用金属线连接到所有元件 上，金属线上的分布电感可以把电流的变化转换 成电压的变化而影响电路的工作；
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设计容限
制造误差：
Fast
Typical
Slow
温度变化：
0 ℃ -25 ℃ -70 ℃（商业）
-55 ℃ -25 ℃ -125℃（军品）
电源变化：
VDDX(1+/-10%)
Desing Conner
VDD ,T , fast PMOS, fast NMOS
VDD ,T , slow PMOS, slow NMOS
4
仿真
根据给定的元件模型验证所设计电路的功能和指标 提供电路参数修改的依据 根据模拟结果得到版图设计的依据：电源线宽… 根据工艺参数误差确定电路的工作范围和限制 验证环境变化对电路特性的影响
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版图设计
将电路转换成集成电路加工所需要的几何图形描述
6
版图验证
每个工艺都有其设备和控制上的极限，如：光解析度、化 学药品浓度、温度、时间…；版图设计必须能够适应工艺 流程合理的差异，在版图设计过程中要符合代工厂的要求 设计规则。 电路设计和版图设计是设计过程中不同的阶段，必须确认 电路与版图之间的映射关系。
全定制集成电路 设计流程
1
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确定技术规范
系统级建模
测试向量 单元模型
测试向量 单元模型
模块技术规范 仿真
布局
单元库
后仿真 满足规范要求?
版图验证 RC参数提取
设计规则
生产
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电路设计
根据技术规范选择合适的结构 根据结构选择元件的组合 根据交直流参数要求确定晶体管的大小和工作点 根据环境确定负载类型和大小