半导体技术的认识

半导体技术的认识

我理解的半导体技术是一个大的产业链，当然技术存在的价值是为人类服务，从人类的需求入手，设计可实现需求的电路，然后生产制造成产品，再进入到人类生产生活的各个领域，可以说整个半导体工业的流程为需求→电路设计→生产制造。

从需求入手，我们可以对其结构进行大概设计，然后进行具体的电路设计，我现在用的比较熟的是老师上课重点讲的QuartusⅡ软件，此软件功能强大，非常好用，他是Altera公司的产品，Altera公司总部位于硅谷，自从1983年发明世界上第一款可编程逻辑器件以来，一直是创新定制逻辑解决方案的领先者。今天，分布在19个国家的2,600多名员工为各行业的客户提供更具创造性的定制逻辑解决方案，帮助他们解决从功耗到性能直至成本的各种问题，这些行业包括汽车、广播、计算机和存储、消费类、工业、医疗、军事、测试测量、无线和固网等。Altera全面的产品组合不但有器件，而且还包括全集成软件开发工具、通用嵌入式处理器、经过优化的知识产权(IP)内核、参考设计实例和各种开发套件等。现在与台湾半导体制造公司(TSMC)密切协作，开发业界最先进的FPGA、CPLD和ASIC技术，是一个值得业界尊敬的公司。

设计完成后要进行仿真，我现在用Modelsim软件仿真，也可以在QuartusⅡ软件上直接仿真，Modelsim软件是Mentor公司的产品，Mentor 公司是电子设计自动化技术的领导产商，它提供完整的软件和硬件设计解决方案，让客户能在短时间内，以最低的成本，在市场上推出功能强大的电子产品。当今电路板与半导体元件变得更加复杂，并随着深亚微米工艺技术在系统单芯片设计深入应用，要把一个具有创意的想法转换成市场上的产品，其中的困难度已大幅增加，为此Mentor提供了技术创新的产品与完整解决方案，让工程师得以克服他们所面临的设计挑战。与世界知名的电子产品制造商、供应商及半导体产商结成战略联盟，开发新的设计解决方案服务于现代高科技。而目前最主流的仿真工具为Spectre （幽灵）,它是由Cadence公司开发的电路仿真器，在SPICE的基础上进行了改进，使得计算的速度更快，收敛性能更好。而Cadence 公司也是一个超猛的公司，他是全球最大的电子设计技术(Electronic Design Technologies)、程序方案服务和设计服务供应商。其解决方案旨在提升和监控半导体、计算机系统、网络工程和电信设备、消费电子产品以及其它各类型电子产品的设计。其总部位于美国加州圣何塞（San Jose），在全球各地设有销售办事处、设计及研发中心，现拥有员工约4800名，并在2010年成为仅次与Synopsys的世界第二大IP供应商。Cadence公司的电子设计自动化（Electronic Design Automation）产品涵盖了电子设计的整个流程，包括系统级设计，功能验证，IC综合及布局布线，模拟、混合信号及射频IC设计，全定制集成电路设计，IC物理验证，PCB设计和硬件仿真建模等。同时，Cadence公司还提供设计方法学服务，帮助客户优化其设计流程；提供设计外包服务，协助客户进入新的市场领域。自1991年以来，该公司已连续在国际EDA市场中销售业绩稳居第一。全球知名半导体与电子系统公司均将Cadence软件作为其全球设计的标准。Cadence 中国现拥有员工110人，拥有北京和上海两个研究开发中心，销售网络遍布全国。Cadence在上海先后建立了高速系统技术中心和企业服务中心，为用户提供高质量、有效的专业设计和外包服务。Cadence北京研发中心主要承担与美国总部EDA软件研发任务，力争提供给用户更加完美的设计工具和全流程服务。Cadence 公司2003年斥5000

万美元巨资在北京投资建立的中关村-Cadence软件学院，立志为中国电子行业培养更多面向集成电路和电子系统的高级设计人才。而今年Cadence公司宣布推出28纳米的可靠数字端到端流程，推动千兆门/千兆赫系统级芯片（SoC）设计，在性能与上市时间方面都有着明显的优势。在Cadence的硅实现方法的驱动下，在统一化设计、实现与验证流程中，通过技术集成和对核心架构与算法大幅改进，基于Encounter的全新流程提供了更快、更具决定性的途径实现千兆门/千兆赫硅片。通过与Cadence的模拟/混合信号与硅/封装协同设计领域的无缝综合，新的数字28纳米流程让设计师能够全局考虑整个芯片流程，在高性能、低功耗、混合信号甚至面向移动与多媒体SoC的3D-IC设计关键成功因素方面实现重大突破。

仿真成功后要进行版图设计，我现在做版图就会Protel99SE,而且用的还不是很熟，呵呵。Protel是Protel公司在80年代末推出的EDA软件，在电子行业的CAD软件中，它当之无愧地排在众多EDA软件的前面，是电子设计者的首选软件，它较早就在国内开始使用，在国内的普及率也最高，有些高校的电子专业还专门开设了课程来学习它，几乎所有的电子公司都要用到它，许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使Protel,Protel适合中等偏小级别的人用，高级别的，现在做版图最猛的要属Virtusuo(版图编辑大师)软件了，在做版图时已完成了APR（自动布局布线）以及CTR(时钟布线)等，Virtusuo软件同样是超牛的Cadence 公司的产品，Cadence公司的实力可见一般。

版图设计完成后要进行电路验证，一般用Diva，Dracula,Assura等版图验证工具，总的电路设计流程大概就是这样，验证完成后就可以生产制造了。

制造可是门大学问，对于半导体工艺的制造流程，我也仅仅在集成电路设计这门课中学了一点，制作中我印象最深的是老师讲的三超技术。

一超净技术

1.即严格要求控制环境中的尘埃做到无污染生产，目前的尘埃颗粒直径已能控制在0.1微米。

2.进入厂房要穿洁净服，经过吸尘门，有的好像还有淋浴除尘的。

3.厂房内在0.1微米的尘埃不能超过100级，换句话说在一立方米内直径大于0.1微米的尘埃不能超过100个，现在的要求好像是不能超过一个。

二超高纯度技术

1.要求制作过程中所有是材料、气体和试剂等必须是超纯的。

2.芯片的纯度要高，不能“Rework”

三超微细加工技术其最小线宽为微米级或亚微米级的加工技术

总的来说，半导体技术制造就是以半导体为材料，制作成组件及集成电路。最常见的半导体是硅（Si），当然半导体也可以是两种元素形成的化合物，例如砷化镓（GaAs），但化合物半导体大多应用在光电方面。绝大多数的电子组件都是以硅为基材做成的。半导体技术最大的应用是集成电路，在计算机、手机、各种电器与信息产品中，一定有IC 存在，它们被用来发挥各式各样的控制功能，有如人体中的大脑与神经。IC 里面布满了密密麻麻的小组件，彼此由金属导线连接起来。除了少数是电容或电阻等被动组件外，大都是晶体管，这些晶体管由硅或其氧化物、氮化物与其它相关材料所组成。整颗IC 的功能决定于这些晶体管的特性与彼此间连结的方式。半导体技术的演进，除了改善性能如速度、能量的消耗与可靠性外，另一重点就是降低制作成本。降低成本的方式，除了改良制作方法，包括制作流程与采用的设备外，如果能在硅芯片的单位面积内产出更多的