芯片設(shè)計工具及應(yīng)用

1、芯片設(shè)計工具及應(yīng)用一、基礎(chǔ)知識一、基礎(chǔ)知識二、課程介紹二、課程介紹三、三、Linux命令及上機(jī)操作命令及上機(jī)操作目錄目錄 名詞術(shù)語及其關(guān)系名詞術(shù)語及其關(guān)系 微電子學(xué)微電子學(xué) 半導(dǎo)體半導(dǎo)體 芯片芯片 集成電路集成電路 半導(dǎo)體產(chǎn)品制造業(yè)半導(dǎo)體產(chǎn)品制造業(yè) + + 分立器件分立器件半導(dǎo)體設(shè)備制造業(yè)半導(dǎo)體設(shè)備制造業(yè) + + 光電子器件光電子器件半導(dǎo)體材料制造業(yè)半導(dǎo)體材料制造業(yè) + + 傳感器傳感器（學(xué)科）（學(xué)科）（產(chǎn)業(yè)）（產(chǎn)業(yè)）（主要產(chǎn)品）（主要產(chǎn)品） （產(chǎn)品形式）（產(chǎn)品形式）基礎(chǔ)知識課程介紹Linux命令及上機(jī)操作2013-15年全球半導(dǎo)體芯片產(chǎn)品銷售比例年全球半導(dǎo)體芯片產(chǎn)品銷售比例201120122

2、013集成電路集成電路( IC)82.581.781.4分立器件分立器件(Discrete)7.16.86.9光電器件光電器件(Optoelectronic)7.7 8.78.9%傳感器傳感器 (Sensors)2.72.72.7資料來源：世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計組織（資料來源：世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計組織（WSTS）半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀基礎(chǔ)知識課程介紹Linux命令及上機(jī)操作摩爾定律摩爾定律 每過每過18個月個月, IC中晶體管的集成度增加一倍中晶體管的集成度增加一倍微米時代微米時代 3um-2um-1.2um-亞微米時代亞微米時代 0.8um-0.5um-深亞微米時代深亞微米時代 0.35um

3、-0.25um-0.18um-0.13um- 納米時代納米時代 90nm -65nm-45nm- 40nm- 28nm32nmN+ N+ PLL 特征尺寸特征尺寸N+ N+ PLL 特征尺寸特征尺寸基礎(chǔ)知識課程介紹Linux命令及上機(jī)操作課程介紹課程介紹 3學(xué)分，每周二下午學(xué)分，每周二下午1-3節(jié)。課程分為三個模塊。節(jié)。課程分為三個模塊。 13次課堂教學(xué)，每堂布置次課堂教學(xué)，每堂布置1道作業(yè)，分道作業(yè)，分3次驗收：次驗收： 模塊一：模塊一：3次課堂教學(xué)，次課堂教學(xué)，3次作業(yè)，次作業(yè)，1次現(xiàn)場驗收。次現(xiàn)場驗收。 模塊二：模塊二：5次課堂教學(xué)，次課堂教學(xué)，5次作業(yè)，次作業(yè)，1次現(xiàn)場驗收。次現(xiàn)場驗收

4、。 模塊三：模塊三：4次課堂教學(xué)，次課堂教學(xué)，4次作業(yè)，次作業(yè)，1次現(xiàn)場驗收。次現(xiàn)場驗收。 教材：教材： 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件TCAD設(shè)計與應(yīng)用設(shè)計與應(yīng)用，韓雁等編著，韓雁等編著，2013年年3月出版。對應(yīng)模塊一月出版。對應(yīng)模塊一 模擬集成電路與數(shù)字集成電路設(shè)計工具實用教程模擬集成電路與數(shù)字集成電路設(shè)計工具實用教程，韓雁等編著，韓雁等編著，2017年年8月出版。對應(yīng)模塊二、三月出版。對應(yīng)模塊二、三課程介紹基礎(chǔ)知識Linux命令及上機(jī)操作今天上課內(nèi)容今天上課內(nèi)容 課程介紹（課堂教學(xué)課程介紹（課堂教學(xué)+作業(yè)隨堂驗收）作業(yè)隨堂驗收） 模塊一：半導(dǎo)體工藝與器件設(shè)計工具（模塊一：半導(dǎo)體工藝與器件設(shè)計工具

5、（3+1） 模塊二：模擬模塊二：模擬IC設(shè)計工具（設(shè)計工具（5+1） 模塊三：數(shù)字模塊三：數(shù)字IC設(shè)計工具（設(shè)計工具（4+1） Linux命令命令及及上機(jī)操作上機(jī)操作 上機(jī)實驗上機(jī)實驗作業(yè)介紹作業(yè)介紹課程介紹基礎(chǔ)知識Linux命令及上機(jī)操作模塊一模塊一 工藝仿真工具工藝仿真工具 TSUPREM-4 和和 器件仿真工具器件仿真工具 MEDICI 新一代工藝及器件仿真工具新一代工藝及器件仿真工具 Sentaurus 設(shè)計實例設(shè)計實例-用用TCAD設(shè)計設(shè)計ESD防護(hù)器件防護(hù)器件上機(jī)實驗上機(jī)實驗驗收課驗收課隨堂驗收隨堂驗收工藝與工藝與器件設(shè)計器件設(shè)計的的3次次作業(yè)作業(yè)半導(dǎo)體工藝與器件設(shè)計工具（半導(dǎo)體工

6、藝與器件設(shè)計工具（3+1）課程介紹基礎(chǔ)知識Linux命令及上機(jī)操作1/3：工藝仿真工具工藝仿真工具TSUPREM-4 和器和器 件仿件仿真工具真工具M(jìn)EDICI 工藝仿真工具工藝仿真工具TSUPREM-4介紹介紹 模型介紹模型介紹 TSUPREM-4基本命令介紹基本命令介紹 雙極晶體管的雙極晶體管的工藝工藝仿真示例仿真示例 器件仿真工具器件仿真工具M(jìn)EDICI介紹介紹 MEDICI實例實例1LDMOS器件仿真器件仿真 MEDICI實例實例2NPN三極管仿真三極管仿真模塊一（續(xù)模塊一（續(xù)1）課程介紹基礎(chǔ)知識Linux命令及上機(jī)操作2/3：新一代工藝及器件仿真工具新一代工藝及器件仿真工具Senta

7、urus 工藝仿真系統(tǒng)工藝仿真系統(tǒng) Sentaurus Process 器件結(jié)構(gòu)編輯工具器件結(jié)構(gòu)編輯工具Sentaurus Structure Editor 器件仿真工具器件仿真工具Sentaurus Device 集成電路虛擬制造系統(tǒng)集成電路虛擬制造系統(tǒng)Sentaurus Workbench模塊一（續(xù)模塊一（續(xù)2）課程介紹基礎(chǔ)知識Linux命令及上機(jī)操作3/3：設(shè)計實例設(shè)計實例-用用TCAD設(shè)計設(shè)計ESD防護(hù)器件防護(hù)器件 ESD防護(hù)器件防護(hù)器件簡介簡介 工藝仿真工藝仿真 器件仿真及器件仿真及模型的選取模型的選取 熱邊界條件的設(shè)定熱邊界條件的設(shè)定 ESD防護(hù)防護(hù)器件仿真中收斂性問題器件仿真中收

8、斂性問題 對關(guān)鍵性能有影響的關(guān)鍵參數(shù)對關(guān)鍵性能有影響的關(guān)鍵參數(shù) 二次擊穿電流的仿真二次擊穿電流的仿真模塊一（續(xù)模塊一（續(xù)3）課程介紹基礎(chǔ)知識Linux命令及上機(jī)操作隨堂驗收隨堂驗收工藝與工藝與器件設(shè)計器件設(shè)計的的3次次作業(yè)作業(yè) 作業(yè)作業(yè)1-1 用用T4T4做出一個做出一個NMOSNMOS管，再管，再輸入到輸入到MEDICI中，進(jìn)中，進(jìn)行柵特性仿真。行柵特性仿真。 作業(yè)作業(yè)1-2 用用Sentaurus工藝仿真軟件跑出一個工藝仿真軟件跑出一個NMOS器件，器件，通過修改器件參數(shù)，使得耐壓提高通過修改器件參數(shù)，使得耐壓提高20% 。 作業(yè)作業(yè)1-3 將一個仿真不收斂的將一個仿真不收斂的ESD防護(hù)器

9、件，通過網(wǎng)格防護(hù)器件，通過網(wǎng)格調(diào)整而變得收斂。調(diào)整而變得收斂。模塊一（模塊一（3+1）課程介紹基礎(chǔ)知識Linux命令及上機(jī)操作模擬模擬IC設(shè)計工具（設(shè)計工具（5+1）系統(tǒng)級仿真與系統(tǒng)級仿真與Matlab模擬電路仿真工具模擬電路仿真工具+快速仿真快速仿真+數(shù)?；旌戏抡鏀?shù)?；旌戏抡嬖O(shè)計實例設(shè)計實例-基準(zhǔn)源、噪聲、開關(guān)電容及基準(zhǔn)源、噪聲、開關(guān)電容及Monte-Carlo仿真仿真模擬模擬IC版圖繪制及版圖繪制及Virtuoso工具軟件工具軟件版圖驗證與后仿真版圖驗證與后仿真上機(jī)實驗上機(jī)實驗驗收課驗收課-隨堂驗收模擬隨堂驗收模擬IC設(shè)計設(shè)計的的5次次作業(yè)作業(yè)模塊二模塊二課程介紹基礎(chǔ)知識Linux命令及上

10、機(jī)操作1/5：系統(tǒng)級仿真與系統(tǒng)級仿真與Matlab 集成電路設(shè)計的一般流程集成電路設(shè)計的一般流程 系統(tǒng)級建模工具系統(tǒng)級建模工具-Matlab 設(shè)計實例設(shè)計實例-利用利用Matlab設(shè)計設(shè)計一個數(shù)字一個數(shù)字IC模塊二（續(xù)模塊二（續(xù)1）課程介紹基礎(chǔ)知識Linux命令及上機(jī)操作2/5：模擬電路仿真工具模擬電路仿真工具 + 快速仿真快速仿真 + 數(shù)?；旌戏抡鏀?shù)?；旌戏抡?Spectre 模擬模擬電路電路仿真仿真 Ultrasim 快速仿真快速仿真 Spectreverilog 數(shù)?；旌戏抡鏀?shù)模混合仿真 演示演示模塊二（續(xù)模塊二（續(xù)2）課程介紹基礎(chǔ)知識Linux命令及上機(jī)操作3/5：設(shè)計實例設(shè)計實例-基

11、準(zhǔn)源、噪聲、基準(zhǔn)源、噪聲、 開關(guān)開關(guān)電容及電容及Monte-Carlo仿真仿真 電壓基準(zhǔn)源設(shè)計電壓基準(zhǔn)源設(shè)計 集成電路噪聲分析及仿真集成電路噪聲分析及仿真 開關(guān)電容電路理論、設(shè)計舉例及仿真開關(guān)電容電路理論、設(shè)計舉例及仿真 Monte-Carlo仿真仿真模塊二（續(xù)模塊二（續(xù)3）課程介紹基礎(chǔ)知識Linux命令及上機(jī)操作4/5：模擬模擬IC版圖繪制及版圖繪制及Virtuoso工具工具軟件軟件 典型深亞微米典型深亞微米CMOS工藝流程工藝流程 Design Rule簡介簡介 Virtuoso軟件簡介及使用軟件簡介及使用 PDK簡介簡介 版圖設(shè)計中的相關(guān)專題版圖設(shè)計中的相關(guān)專題模塊二（續(xù)模塊二（續(xù)4）課程介紹基礎(chǔ)知識Linux命令及上機(jī)操作5/5：版圖驗證與后仿真版圖驗證與后仿真 概述概述 DRC、LVS與后仿真介紹與后仿真介紹 驗證工具介紹驗證工具介紹 Calibre 使用方法使用方法 Diva規(guī)則文件簡介規(guī)則文件簡介 實例分析實例分析模塊二（續(xù)模塊二（續(xù)5）課程介紹基礎(chǔ)知識Linux命令及上機(jī)操作上機(jī)實驗上機(jī)實驗驗收課驗收課-隨堂驗收模擬隨堂驗收模擬IC設(shè)計設(shè)計5次次作業(yè)作業(yè) 作業(yè)作業(yè)2-1 利用利用Simulink 搭建一個搭建一個416 線譯碼器的仿真模型線譯碼器的仿真模型 作業(yè)作業(yè)2-2 對一個數(shù)?；旌系膶σ粋€