芯片设计工具及应用-文档资料
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芯片设计工具及应用
韩雁 2019年9月
课程介绍
• 3学分，每周二上午三节课。分3个模块。 • 13次课堂教学，每堂布置1道作业，分3次验收：
– 模块1：3次课堂教学，3次作业，1次现场验收。 – 模块2：5次课堂教学，5次作业，1次现场验收。 – 模块3: 4次课堂教学，4次作业，1次现场验收。
• 教材：
2019/3/3
浙大微电子
9/53
模块2-1/5： 系统级仿真与Matlab
• 集成电路设计的一般流程 • 系统级建模工具----Matlab • 设计实例--利用Matlab设计锁相环
2019/3/3
浙大微电子
10/53
模块2-2/5：模拟电路仿真工具 + 快速仿真 + 数模混合仿真
• • • • Spectre 模拟仿真 Ultrasim 快速仿真 Spectreverilog 数模混合仿真 演示
• • • • • 典型深亚微米工艺流程 Design Rule的简介 Virtuoso软件的简介及使用 PDK简介 版图设计中的相关专题
2019/3/3
浙大微电子
13/53
模块2-5/5：版图验证与后仿真
• • • • • • 概述 DRC、LVS与后仿真介绍 验证工具介绍 Calibre 使用方法 Diva规则文件简介 实例分析
2019/3/3
浙大微电子
14/53
模块2(5+1)：实验课 --随堂上机验收模拟IC设计5次作业
• 作业2-1 – 利用Simulink 搭建一个4－16线译码器的仿真模型 • 作业2-2 – 对一个数模混合的FSK电路进行数模混合仿真 • 作业2-3 – 仿基准电压源的温度系数/工艺角/环路稳定性/电源抑制比 • 作业2-4 – 绘制一个电流控制振荡器，版图面积<0.05mm^2 • 作业2-5 – 通过DRC以及LVS,获得前仿、后仿结果
2019/3/3
浙大微电子
18/53
模块3-3/4： 数字IC自动布局布线
2019/3/3
浙大微电子
4/53
模块1-1/3：工艺仿真工具TSUPREM-4 和器件仿真工具MEDICI
• 工艺仿真工具TSUPREM-4介绍
– 模型介绍 – TSUPREM-4基本命令介绍 – 双极晶体管结构的一维仿真示例
• 器件仿真工具MEDICI介绍
– MEDICI实例1——LDMOS器件仿真 – MEDICI实例2——NPN三极管仿真
浙大微电子
7/53
模块1(3+1)：实验课
随堂上机验收工艺与器件设计3次作业
• 作业1-1
– 用T4做出一个NMOS管，再读入到MEDICI中，进 行栅特性仿真。
• 作业1-2
– 用Sentaurus工艺仿真软件跑出一个NMOS器件， 通过修改器件参数，使得耐压提高20% 。
• 作业1-3
– 将一个仿真不收敛的ESD防护器件，通过网格 调整而变得收敛。
• 上机操作 • Linix命令 • 上机实验作业布置
2019/3/3
浙大微电子
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模块1： 半导体工艺与器件设计工具（3+1）
• 工艺仿真工具TSUPREM-4和 器件仿真工具MEDICI • 新一代工艺及器件仿真工具Sentaurus • 设计实例--用TCAD设计ESD防护器件 • 实验课 随堂上机验收工艺与器件设计3次作业
2019/3/3
浙大微电子
11/53
模块2-3/5：设计实例--基准源、噪 声、开关电容及Monte-Carlo仿真
• • • • 电压基准源设计 集成电路噪声分析及仿真 开关电容电路理论、设计举例及仿真 Monte-Carlo仿真
2019/3/3
浙大微电子
12/53
模块2-4/5：模拟IC版图绘制及 Virtuoso工具软件
2019/3/3
浙大微电子
5/53
模块1-2/3：新一代工艺及器件仿真 工具Sentaurus
• • • • 工艺仿真系统 Sentaurus Process 器件结构编辑工具Sentaurus Structure Editor 器件仿真工具Sentaurus Device 集成电路虚拟制造系统Sentaurus Workbench
• • • • • 可综合Verilog Testbench编写 HDL的软件仿真 FPGA简介及验证流程 FPGA设计中的基本问题
2019/3/3
浙大微电子
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模块3-2/4： 逻辑综合与可测性设计
• • • • • 逻辑综合基本概念 逻辑综合工具--Design Compiler 可测性基础 可测性设计工具 测试矢量生成软件TetraMAX
– 《半导体器件TCAD设计与应用》，韩雁等编著，2019年 3月出版。 – 《集成电路设计CAD/EDA工具使用教程》，韩雁等编著， 2019年9月出版。
浙大微电子
2019/3/3
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第一次课 课程简介及上机操作简介
• 课Biblioteka Baidu简介
– 模块1：半导体工艺与器件设计工具（3+1） – 模块2：模拟IC设计工具（5+1） – 模块3：数字IC设计工具（4+1）
2019/3/3
浙大微电子
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模块3：数字IC设计工具（4+1）
• • • • • 可综合Verilog语言及FPGA验证 逻辑综合与可测性设计 数字IC自动布局布线 数字集成电路验证方法学 实验课 --随堂上机验收数字IC设计4次作业
2019/3/3
浙大微电子
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模块3-1/4： 可综合Verilog语言及FPGA验证
2019/3/3
浙大微电子
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模块2：模拟IC设计工具（5+1）
• 系统级仿真与Matlab • 模拟电路仿真工具+快速仿真+数模混合仿真 • 设计实例--基准源、噪声、开关电容及 Monte-Carlo仿真 • 模拟IC版图绘制及Virtuoso工具软件 • 版图验证与后仿真 • 实验课 --随堂上机验收模拟IC设计5次作业
2019/3/3
浙大微电子
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模块1-3/3：设计实例 --用TCAD设计ESD防护器件
• • • • • • •
2019/3/3
ESD及ISE-TCAD简介 工艺仿真（Dios） 器件仿真（DESSIS）及模型的选取 热边界条件的设定 ESD防护器件仿真中收敛性问题 一些对关键性能有影响的关键参数 二次击穿电流的仿真
韩雁 2019年9月
课程介绍
• 3学分，每周二上午三节课。分3个模块。 • 13次课堂教学，每堂布置1道作业，分3次验收：
– 模块1：3次课堂教学，3次作业，1次现场验收。 – 模块2：5次课堂教学，5次作业，1次现场验收。 – 模块3: 4次课堂教学，4次作业，1次现场验收。
• 教材：
2019/3/3
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模块2-1/5： 系统级仿真与Matlab
• 集成电路设计的一般流程 • 系统级建模工具----Matlab • 设计实例--利用Matlab设计锁相环
2019/3/3
浙大微电子
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模块2-2/5：模拟电路仿真工具 + 快速仿真 + 数模混合仿真
• • • • Spectre 模拟仿真 Ultrasim 快速仿真 Spectreverilog 数模混合仿真 演示
• • • • • 典型深亚微米工艺流程 Design Rule的简介 Virtuoso软件的简介及使用 PDK简介 版图设计中的相关专题
2019/3/3
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13/53
模块2-5/5：版图验证与后仿真
• • • • • • 概述 DRC、LVS与后仿真介绍 验证工具介绍 Calibre 使用方法 Diva规则文件简介 实例分析
2019/3/3
浙大微电子
14/53
模块2(5+1)：实验课 --随堂上机验收模拟IC设计5次作业
• 作业2-1 – 利用Simulink 搭建一个4－16线译码器的仿真模型 • 作业2-2 – 对一个数模混合的FSK电路进行数模混合仿真 • 作业2-3 – 仿基准电压源的温度系数/工艺角/环路稳定性/电源抑制比 • 作业2-4 – 绘制一个电流控制振荡器，版图面积<0.05mm^2 • 作业2-5 – 通过DRC以及LVS,获得前仿、后仿结果
2019/3/3
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18/53
模块3-3/4： 数字IC自动布局布线
2019/3/3
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模块1-1/3：工艺仿真工具TSUPREM-4 和器件仿真工具MEDICI
• 工艺仿真工具TSUPREM-4介绍
– 模型介绍 – TSUPREM-4基本命令介绍 – 双极晶体管结构的一维仿真示例
• 器件仿真工具MEDICI介绍
– MEDICI实例1——LDMOS器件仿真 – MEDICI实例2——NPN三极管仿真
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模块1(3+1)：实验课
随堂上机验收工艺与器件设计3次作业
• 作业1-1
– 用T4做出一个NMOS管，再读入到MEDICI中，进 行栅特性仿真。
• 作业1-2
– 用Sentaurus工艺仿真软件跑出一个NMOS器件， 通过修改器件参数，使得耐压提高20% 。
• 作业1-3
– 将一个仿真不收敛的ESD防护器件，通过网格 调整而变得收敛。
• 上机操作 • Linix命令 • 上机实验作业布置
2019/3/3
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模块1： 半导体工艺与器件设计工具（3+1）
• 工艺仿真工具TSUPREM-4和 器件仿真工具MEDICI • 新一代工艺及器件仿真工具Sentaurus • 设计实例--用TCAD设计ESD防护器件 • 实验课 随堂上机验收工艺与器件设计3次作业
2019/3/3
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模块2-3/5：设计实例--基准源、噪 声、开关电容及Monte-Carlo仿真
• • • • 电压基准源设计 集成电路噪声分析及仿真 开关电容电路理论、设计举例及仿真 Monte-Carlo仿真
2019/3/3
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模块2-4/5：模拟IC版图绘制及 Virtuoso工具软件
2019/3/3
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模块1-2/3：新一代工艺及器件仿真 工具Sentaurus
• • • • 工艺仿真系统 Sentaurus Process 器件结构编辑工具Sentaurus Structure Editor 器件仿真工具Sentaurus Device 集成电路虚拟制造系统Sentaurus Workbench
• • • • • 可综合Verilog Testbench编写 HDL的软件仿真 FPGA简介及验证流程 FPGA设计中的基本问题
2019/3/3
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17/53
模块3-2/4： 逻辑综合与可测性设计
• • • • • 逻辑综合基本概念 逻辑综合工具--Design Compiler 可测性基础 可测性设计工具 测试矢量生成软件TetraMAX
– 《半导体器件TCAD设计与应用》，韩雁等编著，2019年 3月出版。 – 《集成电路设计CAD/EDA工具使用教程》，韩雁等编著， 2019年9月出版。
浙大微电子
2019/3/3
2/53
第一次课 课程简介及上机操作简介
• 课Biblioteka Baidu简介
– 模块1：半导体工艺与器件设计工具（3+1） – 模块2：模拟IC设计工具（5+1） – 模块3：数字IC设计工具（4+1）
2019/3/3
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模块3：数字IC设计工具（4+1）
• • • • • 可综合Verilog语言及FPGA验证 逻辑综合与可测性设计 数字IC自动布局布线 数字集成电路验证方法学 实验课 --随堂上机验收数字IC设计4次作业
2019/3/3
浙大微电子
16/53
模块3-1/4： 可综合Verilog语言及FPGA验证
2019/3/3
浙大微电子
8/53
模块2：模拟IC设计工具（5+1）
• 系统级仿真与Matlab • 模拟电路仿真工具+快速仿真+数模混合仿真 • 设计实例--基准源、噪声、开关电容及 Monte-Carlo仿真 • 模拟IC版图绘制及Virtuoso工具软件 • 版图验证与后仿真 • 实验课 --随堂上机验收模拟IC设计5次作业
2019/3/3
浙大微电子
6/53
模块1-3/3：设计实例 --用TCAD设计ESD防护器件
• • • • • • •
2019/3/3
ESD及ISE-TCAD简介 工艺仿真（Dios） 器件仿真（DESSIS）及模型的选取 热边界条件的设定 ESD防护器件仿真中收敛性问题 一些对关键性能有影响的关键参数 二次击穿电流的仿真