电子设计自动化技术-绪论.ppt

电子设计自动化技术 （ EDA技术）Electronics Design Automation 哈尔滨工业大学微电子中心 课程任务 课程任务：超大规模集成电路（Very Large Scale Integrated Circuits－VLSI）设计自动化方法及工具的基本原理 参考书： 超大规模集成电路设计方法学--杨之廉（清华） 数字系统设计自动化---薛宏熙 （清华） ULSI器件、电路与系统---李志坚 （清华） 第一章 绪论 本章内容 大规模集成电路技术发展历程 IC技术发展： IC发明 摩尔定律 光刻工艺发展 其他技术 生产线发展 设计业发展 课程内容 EDA技术发展 IC设计内容 IC 和 Computer互相依赖发展 集成电路设计自动化技术发展 第一代: CAD 第二代: CAE 第三代: EDA ： 第四代: VDSM EDA IC技术发展 晶体管发明—1947年，Bell Lab. 巴丁.布拉顿，发现Ge片上两个探针，当一个探针电极电流变化，另一个电极电流成比例变化 IC技术发展 1948年 Bell Lib.肖 克莱从理论上提出两个平行PN结构成结型晶体管的设想 1949年 Bell Lib. 完成第一个PNP晶体管,1950年制成有良好结性能的生长结晶体管 1956年巴丁.布拉顿和肖克莱共同获得诺贝尔物理奖 IC技术发展 IC 发明--1958年 TI 公司 单管互连 --1959年 4个晶体管 -- 1961年 Fairchild 公司 平面技术（16个晶体管） Moor 定律--1965年 Fairchild 公司 Moor 提出 每一代（3年）硅芯片上的集成密度翻两番。 加工工艺的特征线宽每代以30%的速度缩小。 IC技术发展 MSI LSI VLSI ULSI 102-103 103-104 105-107 108 MSI(Middle Scale Integration) – 中规模 LSI (Large Scale Integration ) – 大规模 VLSI(Very Large Scale Integration) – 超大规模 ULSI(Ultra Large Scale Integration) – 特大规模 IC技术发展 在ITRS（International Technology Roadmap for Semiconductor, 国际半导体技术发展路线图） 2001版及其2002年修订版中，将2001-2007年定义为近期，而从2008-2016年定义为远期 IC技术发展 2001年8月，日本以下一代70~50nm器件技术开发为目标, 开始启动一项 称为MIRAI的计划 (Millennium Research for Advanced Informa-tion Technology，新千年先进信息技术研究），2001~2007年 2013年实现32nm芯片； 目前分子、原子器件已有突破。美国科学杂志评出2001年十大科技突破：以纳米碳管、纳米导线为基础的逻辑电路及使用一个分子晶体管的可计算电路 氢原子的直径为1?=1/10nm 最近报道已制出4nm复杂分子，具有开关特性 IC技术发展 光刻工艺发展Photolithography (photo light process) 超微细光刻技术:采用分辨率增强技术；光学光刻的极限分辨率可以达到波长的1/2。 因为光学光刻材料可达到的深紫外波为193nm和157nm，即光学光刻极限为 0.1- 0.07 微米 目前利用光刻胶的减量应用和边墙的剖面控制等多种方法来使有效栅长最小化，可达到0.45微米,但对光刻胶、光刻工艺的（刻蚀控制等）的要求更高。成本还不能太高。 IC技术发展 根据判断，世界微电子制造技术将在2013年前后－即0.032微米时产生一次大的变革，其主要内容是主流光刻技术从光学光刻转移到下一代光刻技术，包括电子束投影光刻、离子束投影光刻（激光等离子体光源）、X射线光刻（分辨率30-50nm） 国际上正在研究利用毛细管放电获13.5nm强辐射EUV光源（Extra Ultra Violet） IC技术发展 Moor定律(线宽)在传统的CMOS器件制造工艺中已经表现出其极限性,要不断引入新材料和新器件，如高k值栅介质、Cu引线等。 保持按Moor定律给出的