大规模集成电路基础-北京大学软件与微电子详解.pdf

大规模集成电路基础 北京大学 3. 1半导体集成电路概述 集成电路（Integrated Circuit ，IC） 芯片（Chip, Die） 硅片（Wafer） 集成电路的成品率： 硅片上好的芯片数 Y= 100% 硅片上总的芯片数 成品率的检测，决定工艺的稳定性， 成品率对集成电路厂家很重要 集成电路的性能指标： 集成度 速度、功耗 功耗 特征尺寸 延迟积 可靠性 集成电路发展的原动力：不断提高的性能/价格比 集成电路发展的特点：性能提高、价格降低 主要途径：缩小器件的特征尺寸 增大硅片面积 缩小尺寸：0.25~0.18mm 增大硅片：8英寸~12英寸 集成电路的关键技术：光刻技术(DUV) 新的光刻技术： EUV SCAPEL(Bell Lab.的E-Beam) X-ray 亚0.1mm ：一系列的挑战， 亚50nm ：关键问题尚未解决 集成电路的制造过程： 设计 工艺加工 测试 封装 定义电路的输入输出（电路指标、性能） 原理电路设计 电路模拟(SPICE) 不符合 布局(Layout) 考虑寄生因素后的再模拟 不符合 原型电路制备 测试、评测 工艺问题 定义问题 产品 集成电路产业的发展趋势： 独立的设计公司（Design House ） 独立的制造厂家（标准的Foundary） 集成电路类型：数字集成电路、模拟集成电路 数字集成电路基本单元：开关管、反相器、组合逻辑门 模拟集成电路基本单元：放大器、电流源、电流镜、转换器等 3.2 双极集成电路基础 有源元件：双极晶体管 无源元件：电阻、电容、电感等 n 双极数字集成电路 基本单元：逻辑门电路 双极逻辑门电路类型： 电阻- 晶体管逻辑(RTL) 二极管- 晶体管逻辑(DTL) 晶体管- 晶体管逻辑(TTL) 2 集成注入逻辑(I L) 发射极耦合逻辑(ECL) 双极模拟集成电路 一般分为： 线性电路（输入与输出呈线性关系） 非线性电路 接口电路：如A/D 、D/A、电平位移电路等 3.3 MOS集成电路基础 基本电路结构：MOS器件结构 基本电路结构：CMOS 基本电路结构：CMOS MOS集成电路