超大规模考试复习资料.doc

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1、.第一章集成电路设计进展一、基本概念1.集成电路制造工艺发展水平的衡量标准（1）特征尺寸一般是指集成电路在设计与生产中可以达到的最小线宽，也代表MOS晶体管栅极在制造时可达到的最小沟道长度L。（2）硅晶圆片直径是指一般集成电路芯片衬底材料硅晶圆片的直径。（3）DRAM储存容量是指单片集成电路芯片上可存储数据信息的位数或信息量。2.集成电路产业发展过程中一直遵循的Moore’s定律集成电路芯片上所集成的晶体管数量将每18~24个月翻一番。3.集成电路的分类方式与设计需要具备的四个关键条件分类方式：

2、（1）以集成度分类：小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路、特大规模集成电路、巨大规模集成电路（2）以实现功能特性与使用范围来分类：（实现功能特性分类）数字集成电路、模拟集成电路、数/模混合集成电路，（使用范围分类）通用集成电路、专用集成电路、专用标准产品或军用集成电路、工业用集成电路和民用集成电路（3）以设计方式分类：全定制设计集成电路、半定制设计集成电路、可编程设计集成电路（4）以制造工艺分类：双极工艺集成电路、MOS工艺集成电路、BiMOS工艺集成电路（5）从集成

3、电路制造结构分类：厚膜混合集成电路、薄膜混合集成电路设计需要具备的四个关键条件：人才、工具、工艺库、资金二、论述与分析1.集成电路制造工艺的发展趋势集成电路制造工艺发展趋势性变化越来越明显，速度越来越快。集成电路的特征尺寸越来越小、芯片尺寸越来越大、单片上的晶体管数越来越多、时钟速度越来越快、电源电压越来越低、布线层数越来越多、I/O引线越来越多2.集成电路产业结构经历的3次重大变革首次变革是以加工制造为主导的。这一时期半导体制造在IC产业中充当主角，IC设计和半导体工艺密切相关且主要以人工为主

4、；第二次变革以芯片代工厂和集成电路设计公司的专业分工为标志。这一时期是集成电路产业的一次大分工，设备产能提高，生产成本提高，相关厂家开始承接对外加工，形成了Foundry加工和Fabless设计的专业分工，IC产业进入了以客户为导向的阶段，EDA工具的发展，使IC设计工程可以独立于生产工艺；第三次变革以设计、制造、封装和测试四业分离为标志。集成电路产业的又一次大分工，庞大的IC产业体系开始阻碍整个产业的快速发展，IC产业结构向高度专业化转变，逐渐形成设计、制造、封装和测试独立成行的局面，IC产业

5、进入了以竞争为导向的高级阶段，系统设计与IP核设计逐渐开始分工，基于这种分工，IC设计企业能大大加快产品的更新换代，并形成了一种新的设计概念——SOC3.基于EDA工具，简述一般IC的设计步骤优质范文.首先进行系统分析规划，再进行原理图和HDL的设计并进行功能原理仿真，再对HDL设计进行逻辑综合，在综合后仿真，然后进行版图设计，接着进行布局布线后仿真，最后进行版图的验证。1.全定制设计、半全定制设计全定制设计：是早期最基本的集成电路设计方式，其工作可细化到每个晶体管在电路原理图中的设计调用、每个

6、晶体管在版图中的布局布线及每个晶体管的版图设计绘制都按照原始电路的特定需求来独立进行。可以使所设计集成电路实现最高速度、最优集成度、最省面积、最佳布线布局和最低功耗等效为理想的设计指标。目前主要用于模拟集成电路和数/模混合集成电路的设计。当然对一些在相同工艺下无法基于标准单元库设计实现的数字集成电路来说，也可以使用全定制设计方式来实现相关集成电路对面积、功耗、速度和其他指标的特殊要求。特点是精工细作，设计要求高，设计周期长，设计成本昂贵。半全定制设计：此设计方式主要可形成基于标准单元库的集成电路

7、和基于门阵列的集成电路。在基于标准单元库的集成电路的设计过程中，运用EDA工具，根据电路功能要求从标准单元库中调出所需的预先设计好的单元或模块进行拼接组合，形成新电路。在基于门阵列的集成电路的设计过程中，在预先制备好的晶体管阵列或最小逻辑单元阵列基片或母片上，根据电路功能要求完成晶体管或逻辑单元的掩膜互连，形成新电路。特点是大大缩短了设计的研发周期，降低了设计难度，降低了集成电路的研发成本和研发风险度，单元库的建立需要很大的初始投资，芯片产品中也存在一定的冗余浪费。2.集成电路设计方法演变主要经

8、历的3个发展阶段（1）原始手工设计集成电路设计者先采用与当时电路设计系统相同的方法，以手动方式完成与现在集成电路前端设计相当的工作；然后，将原理图中的每个晶体管、每个无源器件、每根连线用手工方式绘制成相应的版图；再将版图刻成一套集成电路掩膜模板。每个工作步骤都是手工完成，设计周期相当漫长，设计成本很高。集成电路的规模一般较小，在几个至几十个门左右。（2）计算机辅助设计借助计算机与CAD工具进行大量的集成电路辅助设计，如电路原理图设计输入与修改、电路功能性仿真、仿真波形查看、版图布局布线与绘制等。