集成電路設(shè)計(jì)概述-展示頁
2025-04-22 22:59本頁面
【正文】 。2022/4/14 1 《 集成電路設(shè)計(jì)概述 》 2022/4/14 2 目的 ? 認(rèn)識集成電路的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和未來 ? 了解集成電路設(shè)計(jì)工藝 ? 熟悉集成電路設(shè)計(jì)工具 ? 培養(yǎng)集成電路設(shè)計(jì)興趣 2022/4/14 3 主要內(nèi)容 集成電路的發(fā)展 集成電路的分類 集成電路設(shè)計(jì)步驟 集成電路設(shè)計(jì)方法 電子設(shè)計(jì)自動化技術(shù)概論 九天系統(tǒng)綜述 2022/4/14 4 集成電路 Integrated Circuit ，縮寫 IC IC是通過一系列特定的加工工藝，將晶體管、二極管等有源器件和電阻、電容、電感等無源器件，按照一定的電路互連， “ 集成 ” 在一塊半導(dǎo)體晶片（如硅或砷化鎵）上，封裝在一個(gè)外殼內(nèi)，執(zhí)行特定電路或系統(tǒng)功能的一種器件。 2022/4/14 5 集成電路芯片顯微照片 集成電路芯片鍵合 2022/4/14 6 各種封裝好的集成電路 2022/4/14 7 集成電路 IC基本概念 ? 形狀 : 一般為正方形或矩形 ? 面積 : 幾平方毫米到幾百平方毫米。 ? 集成度，規(guī)模 : 包含的 MOS管數(shù)目或等效邏輯門 (2輸入的 NAND)的數(shù)量 1個(gè) 2輸入的 NAND=4個(gè) MOS管 2022/4/14 8 ? 特征尺寸： 集成電路器件中最細(xì)線條的寬度，對 MOS器件常指柵極所決定的溝導(dǎo)幾何長度，是一條工藝線中能加工的最小尺寸。 ? 硅園片直徑：考慮到集成電路的流片成品率和生產(chǎn)成本，每個(gè)硅園片上的管芯數(shù)保持在 300個(gè)左右。目前最多端口已超過 1千個(gè)。因此 1956年美國貝爾實(shí)驗(yàn)室三人獲諾貝爾獎 ? 1950年：成功制出結(jié)型晶體管 ? 1952年：英國皇家雷達(dá)研究所第一次提出 “ 集成電路 ” 的設(shè)想 ? 1958年：美國德克薩斯儀器公司制造出世界上第一塊集成電路（雙極型 1959年公布） ? 1960年：制造成功 MOS集成電路 2022/4/14 12 集成電路的發(fā)展 ? 從此 IC經(jīng)歷了： ? SSI Small Scale Integration ? MSIMedium Scale Integration ? LSI Large Scale Integration ? 現(xiàn)已進(jìn)入到： ? VLSIVery Large Scale Integration ? ULSIUltra Large Scale Integration ? GSI Grand Sale Integration 2022/4/14 13 集成電路的發(fā)展 年份 1989年 1993年 1997年 2022年 特征尺寸 45nm 水平標(biāo)志 微米（ M） 亞微米（ SM） 深亞微米（ DSM） 超深亞微米（ VDSM） 表 1 CMOS工藝特征尺寸發(fā)展進(jìn)程 2022/4/14 14 集成電路發(fā)展的特點(diǎn)： ?特征尺寸越來越?。?45nm） ?硅圓片尺寸越來越大（ 8inch~12inch） ?芯片集成度越來越大（ 2022K） ? 時(shí)鐘速度越來越高 （ 500MHz） ?電源電壓 /單位功耗越來越低（ ） ?布線層數(shù) /I/0引腳越來越多（ 9層 /1200） 2022/4/14 15 摩爾定律 一個(gè)有關(guān)集成電路發(fā)展趨勢的著名預(yù)言，該預(yù)言直至今日依然準(zhǔn)確。 ?? 即由 Intel公司創(chuàng)始人之一 Gordon E. Moore博士 1965年總結(jié)的規(guī)律，被稱為摩爾定律。 processor 1993 3,100,000 Pentium II processor 1997 7,500,000 Pentium III processor 1999 24,000,000 Pentium 4 processor 2022 42,000,000 ?Intel 公司 CPU芯片集成度的發(fā)展 2022/4/14 19 ?Intel 公司第一代 CPU—4004 電路規(guī)模： 2300個(gè)晶體管 生產(chǎn)工藝： 10um 最快速度： 108KHz 2022/4/14 20 ?Intel 公司 CPU—386TM 電路規(guī)模： 275,000個(gè)晶體管 生產(chǎn)工藝： 最快速度： 33MHz 2022/4/14 21 ?Intel 公司最新一代 CPU—Pentium174。 ?利用先進(jìn)工藝技術(shù) 、 設(shè)計(jì)技術(shù) 、 封裝技術(shù)和測試技術(shù)發(fā)展各種專用集成電路 (ASIC)， 特別是開發(fā)更為復(fù)雜的片上系統(tǒng) (SOC)， 不斷縮短產(chǎn)品上市時(shí)限 ， 產(chǎn)品更新?lián)Q代的時(shí)間越來越短 。綜合了雙極和 MOS器件兩者的優(yōu)點(diǎn)，但制作工藝復(fù)雜。在半導(dǎo)體集成電路中最常用的半導(dǎo)體材料是硅，除此之外還有 GaAs等。 ? 模擬集成電路 (Analog IC)： 是指處理模擬信號 (連續(xù)變化的信號 )的集成電路， 通常又可分為線性集成電路和非線性集成電路 ： 線性集成電路：又叫放大集成電路，如運(yùn)算放大器、 電壓比較器、跟隨器等。 ? 數(shù)?；旌霞呻娐?(Digital Analog IC) ： 例如 數(shù)模 (D/A)轉(zhuǎn)換器和模數(shù) (A/D)轉(zhuǎn)換器等。 這類產(chǎn)品往往集成度不高 ， 然而社會需求量大 ， 通用性強(qiáng) 。 按應(yīng)用領(lǐng)域分類 2022/4/14 29 ?“ 自底向上 ” （ Bottomup） “ 自底向
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