集成电路的发展与研究.docxVIP

引言 由于集成电路在制作工艺上的飞速发展，电子信息技术的产品也逐渐融入到我们的现实生活当中，在模拟电路涉及的领域中，积分电路有着广泛的应用，它是集成电路中的一个重要模块。 集成电路的版图设计是集成电路工艺中非常重要的环节，在集成电路工艺中发挥着纽带作用。集成电路制造产业也在现代科学技术快速发展的推动下日渐趋于成熟，集成的电路元器件的设计越来越的复杂，规模越来越小，种类也越来越多元化元。目前，集成电路工艺的技术水平已经发展的较为高超，达到了0.11μm，从芯片的设计到加工也已经有了一套成熟先进的工艺流程。这就使得在集成电路版图设计中需要考虑的问题越来越多，并且对集成电路版图设计的人员的要求也越来越高。本次课题研究将分为两大部分，一是分析模拟积分运算电路系统，学习积分运算电路的基本功能和基本原理，二是熟练运用Cadence设计工具，学习和研究模拟积分运算电路和版图理论知识，并进行版图设计和验证。 第一章 绪论 1.1 研究背景及意义 在上个世纪开始，就兴起了集成电路，并开始大量广泛使用。近些年来，集成电路产业对世界的影响也在随着全球信息网络的飞速发展越来越大，它已经被视为关系到社会经济发展、国防科技工业建设、和信息网络安全的既基础又关键的产业[1]。 集成电路工艺技术的发展突飞猛进，发达国家和许多发展中国家(地区)都认清了集成电路的重要地位，开始重视集成电路产业的发展。近几年我国集成电路产业的发展非常迅速，并取得了一定的进步，随着消费类电路的持续增长和通信电路的高速发展，使得国内市场对集成电路工艺需求旺盛。在这样的国情下，许多不同行业的发展，对集成电路的需求越来越大，因而对集成电路的高级人才需求也随之增加。与此同时，对于相关行业技术专才需求也在增加。如今，有关集成电路的产业发展比较好，产业规模也逐渐凸显出来。另外，对于集成电路有关的各类组件、元件等随之也发展起来，特别是很多元件在设计及实现上越来越人性化、小巧化。这类产品及技术也已经深入到我们生活方方面面，小到家庭电表上的芯片，达到工作的服务器芯片，都少不了集成电路的功效。使得我们既能够感受到便捷处理特性的同时，还能整体提高各类物件的性能效率。谈及模拟积分运算电路，它发挥的作用更是不可小觑的。在国防军事领域上，可以通过积分电路建立一个负反馈电路系统，来应用到高远程弹道导弹的控制上，使其可以更精确地击中目标。 1.2 课题的研究内容 1.3.1研究方法 此项研究工作中全面涉及到对Cadence设计软件和Linux的使用。首先借助Oracle VM VirtualBox软件进入Linux操作系统的终端，使用icfb各类不同指令程序，才能对应进到软件中进行设计，然后在设计软件外充分处理完各类运算工作，主要包括对Schematic和总体积分电路Schematic的操作任务。Cadence本身具有良好的仿真功能，然后结合TSMC 1P6M CMOS工艺的spectre模型库，运算放大器进行DC直流仿真，整体电路进行tran瞬态仿真，及时制作出类波图。由出现的各类仿真输出，对应调试不同的重要元器件的相关参数，最终实现整个电路效果的最优。然后，结合该软件另外一款工具——Virtuoso，对规定的电路图来完成设计效果，期间需要关注不同元器件之间的位置及对应关系。版图绘制完毕后，还得使用Calibre工具通过版图的DRC和LVS验证，本次课题的研究才能结束相关工作。 1.3.2 研究步骤 第一阶段，将与本研究课题有关的背景、意义及现状弄清楚，并整理问相关文档。 第二阶段，将与本课题有关的文献资料归纳出来，以此通盘了解积分电路的整体结构。 第三阶段，开始将本课题有关的电路原理运用逻辑图表现出来以备后用。 第四阶段，在Cadence中正确使用Schematic来作图，并将确定的电路图正确绘制，检查后确定并存档。 第五阶段，在Cadence中应用Spectre做仿真，仿真电路逻辑，使其能够得到仿真结果，以实现积分电路的作用； 第六阶段，在Cadence中使用Virtuoso来对电路逻辑进行实现，绘制出完整电路板，以此对版图进行优化处理，最终使用Calibre验证工具来保障最后的产出结果。 1.3.3 研究工具 这次的研究工作主要运用Cadence来完成，该工具涉及到资料管理集、模拟电路、仿真工具箱、电路板图设计及验证等一体化设计工具。该工具的设计环境中集成了最上层的设计逻辑、各类逻辑综合、底层的线路布设及封装工作等一套化功能。运用它，用户可以在版图中进行不同层级的设计，以此能够精简很多环节，因此被广泛投入到多集成电路软件公司中使用。Cadence版图设计工具?Virtuoso Editor能够实现综合设计化要求，既能进行电路的设计，还能够在该模拟环境下进行仿真，同时还可以根据需要进行不同版图的设计