集成电路设计

集成电路设计信息技术科学学院微电子科学系高清运1、什么是集成电路（IntegratedCircuit)2、IC的分类；3、相关的课程；4、IC设计方法简介；5、相关的研究方向；6、IC发展方向。集成电路设计1、集成电路(ICintegratedcircuit)的元件包括无源元件和有源元件。2、集成电路是通过一定的工艺(process)处理，能够把无源元件和有源元件的集成在一个芯片(Chip)上的电路。

什么是集成电路元件的尺寸用微米作为单位；比如一个元件占用的面积为1平方微米；1平方毫米的芯片内可以集成100万个元件。什么是集成电路3、SystemonChip(SOC)系统芯片把多个模块放在一个芯片上,正在成为集成电路产品的主流。4、VeryLargeScaleIC（VLSI）

大规模集成电路什么是集成电路5、国内优势和地位：微电子技术是高科技和信息产业的核心技术，微电子产业是基础性产业，集成电路设计是信息科学的硬件平台，代表着一个国家信息科技的水平与实力。

什么是集成电路如果把石油比作传统工业“血液”的话，那么芯片则是信息时代IT产业的“心脏”和“大脑”。什么是集成电路什么是集成电路

6、1948

晶体管发明第一个有源元件出现；什么是集成电路什么是集成电路1958年TI（TexasInstrument)公司的JackKilby

发明了集成电路；之后VLSI得到快速的发展。百万门的器件（包括CPU、RAM、ROM各种逻辑）

7、应用领域无论是小到日常生活的电视机、VCD机、洗衣机、移动电话、计算机等家用消费品，还是大到传统工业的各类数控机床和国防工业的导弹、卫星、火箭、军舰等都离不开这小小的芯片。

什么是集成电路1、从处理的信号来分（1）模拟集成电路；（2）数字集成电路；（3）数模混合集成电路。

集成电路的分类（1）模拟集成电路；处理在时间上连续的模拟信号的集成电路，如声音，压力，温度等；

集成电路的分类（2）数字集成电路；处理由0，1组成的数字信号的集成电路，计算机，数字钟，数字电视等。

集成电路的分类（3）数模混合集成电路。模拟信号输入模拟/数字转换器数字处理数字/模拟转换器模拟信号输出比如：录音笔。

集成电路的分类2、从实现的工艺来分（1）双极集成电路（2）MOS（MetalOxideSemiconductor)集成电路（3）BiCMOS集成电路

集成电路的分类3、从所用的材料来分（1）硅（Silicon)集成电路（2）锗(Germanium)（3）砷化镓(GalliumArsenide)（4）磷化铟集成电路的分类4、从集成电路的规模来分（芯片内元件的多少）（1）中、小规模集成电路（2）大规模集成电路（3）超大规模集成电路集成电路的分类集成电路的分类硅锗（SiGe）集成电路近年来有较强的发展势头。其应用范围以5—10GHz为主。其产品在无线通信的中频部分增长较快。主要是以BiCMOS的射频工艺结构用于无线和网络通信。其工艺和制造技术可以与硅的生产线兼容，只需增添部分设备，不必另建生产线。集成电路的分类1998年尚无硅锗（SiGe）集成电路的产品。2000年已达1亿美元的销售。

5、使用方法（1）全定制（2）可编程的集成电路6、应用不同（1）高频集成电路（2）中、低频电路集成电路的分类相关课程1、基础课程（1）数学基础（高等数学、线性代数、复变函数、数理方法等）（2）物理基础（大学物理、固体物理、量子力学等）

相关课程（3）电路基础（电路分析、模拟电路、数字电路、高频电路等）（4）计算机基础（微机原理、接口技术等）(5)外语基础2、专业课半导体物理、晶体管原理、集成电路设计、电子电路CAD、半导体工艺、半导体传感器、特种半导体器件等

相关课程IC设计方法1、设计的特点使用集成电路设计软件，依赖于计算机CAD(ComputerAidedDesign)EDA(ElectronicDesignAutomation)

IC设计方法EDA软件的公司有：CadenceSynopsysMentorGaphics等等硬件：工作站；PC机。2、有各种模型参数熟悉工艺模型包括无源元件和有源元件的参数，随温度、电压等外界条件变化的变化。

IC设计方法3、流程数字电路、模拟电路、数、模混合电路的设计流程是不同的。下面以模拟电路设计为例，给出流程。

IC设计方法

IC设计方法SpecificationPreliminaryDesignComputerSimulation

Acceptable?NY

IC设计方法LayoutDesignComputerSimulationY

Acceptable?N

IC设计方法InitialFabricationTestY

Acceptable?NTolayoutorPreliminaryDesign

IC设计方法Production4、设计与工艺有相关性。工艺厂：TSMC；UMC；Chartered

中芯国际(SMIC);HHNEC

成熟的工艺：0.5um,0.35um,0.25um,0.18um

IC设计方法IC设计方法世界集成电路加工工艺水平为0.13微米，正在向0.09微米、12英寸加工工艺过渡。相关的研究方向1、CADCAD（ComputerAidedDesign)CAE(ComputerAidedEngineering)EDA(ElectronicDesignAutomation)

2、硬件计算机工作站网络

相关的研究方向

3、材料和器件硅、锗等材料各种器件的特性相关的研究方向4、封装器件、材料的电特性和温度特性相关的研究方向5、测试各种仪器、仪表的使用，参数的分析等相关的研究方向IC发展方向在过去30多年来，半导体工业的发展基本上是集成在硅芯片上的MOS晶体管数目每隔18个月就翻一番。芯片体积越来越小，包含的晶体管数目越来越多，光刻线宽越来越小；电路的频率特性也因而越来越高。IC发展方向

市场对通信用器件及电路的性能（频率、功率及噪声等）越来越高的要求却不会终止。硅CMOS集成电路以其不断地等比例缩小尺寸来达到提高频率的目的，势必带来工艺设备和技术的极端复杂。1、高速目前CPU的速度超过3GHz,专家估计到2010年将达到目10GHz。IC发展方向IC发展方向IC发展方向IC发展方向2、SOC时代SOC由应用、算法、结构、模拟等来定义SOC通常包含CPU、DSP、嵌入式软件、模拟电路、IP、应用软件在内；3、大规模（百万门，1000多个引脚）超大规模集成电路IP复用（IPReuse）4、低压、低功耗15V，5V，3.3V，2.5V，1.8V；微瓦、毫瓦IC发展方向IC发展方向我国微电子产业无论技术水平、产品水平还是综合实力都无法与发达国家同行的实力相抗衡。中国现在有IC设计公司400多家，有