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DSM/VDSM与纳米尺度IC设计;SOC 是DSM/VDSM与纳米尺度IC;精确的模型;BSIM 短沟绝缘栅场效应晶体管(Berkeley Short-channel IGFET)模型 基于准二维分析，考虑了DSM、VDSM尺寸器件的各种效应，是新发展起来的基于物理机理的模型 版本进化 BSIM3V3.2：6/16/1998 BSIM3V3.2.4：1/1/2002 BSIM3V3.3：7/29/2005 BSIM4.3.0：5/9/2003。适于亚0.1微米MOS器件。以及BSIMSOI3.1.1：2/28/2003 BSIM4.5.0: 7/29/2005 实例：TSMC 0.18?m CMOS器件的BSIM3-SPICE模型 PMOS、NMOS各12个Level-49模型 W范围4个：101~10.1、10.1~1.3、1.3~0.6，0.6~0.22?m L范围3个：21~1.2、1.2~0.5、0.5~0.18?m 工艺偏差各分三种：Typical，Fast，Slow 每个模型163个参数 共72个模型，总计11,736个参数;BSIM模型的演化 CMC(Compact Model Coucil)组织 1995年3月由TI、IBM、Hitachi、Infineon、AMD、Motorola等公司发起，现有23个大公司成员 旨在促进电路模拟用器件紧缩模型的发展与标准化;器件模型新进展：0.1微米；射频；低压低功耗 BSIM4: UC Berkeley by Chenming Hu, Mansun Chan, Xuemei (Jane) Xi, Kanyu M. Cao, Hui Wan, Wendong Liu, Xiaodong Jin, Jeff Ou MOS9, 11: Philips Reserch Laboratories by D.B.M. Klaassen, R. van Langevelde, A.J. Scholten EKV: Swiss Federal Institute of Technology by Christian Enz, Francois Krummenacher, Eric Vittoz HiSIM: Hiroshima(广岛) University, STARC by M.Miura-Mattausch, H.Ueno;射频(RF)下的器件模型 RF-MOSFET的性能 fT：增益带宽 Ga：增益 NF：噪声系数 ;准静态(QS)模型到非准静态(NQS)模型 QS忽略了沟道电荷建立需要时间 NQS采用沟道电荷弛豫时间方法;;QS与NQS模拟比较;射频下MOSFET等效电路;射频无源元件 片上电感：CMOS衬底射频损耗导致低Q值。两种 压焊线(bondwire)电感： 0.1-4nH；Q值~50(2GHz)；容差~+/-20% 平面螺旋电感(planar spiral)： ~100nH； Q值~10；自谐振问题严重；占用面积大 缺乏电感普适性模型：当前只有经验性模型，满足高准确度的要求 片上电容 构成方法 栅电容：单位面积电容值最大，必须工作于强反型区，线性范围有限 金属－绝缘体－金属(MIM)电容，它具有很好的线性范围 多晶硅－氧化层－多晶硅(POP)结构的平行板电容 集成变容管：二极管型调节范围典型值为10％；反型模式可调节范围仍受限于源漏寄生电容；积累模式可调节范围可以达到30％；栅控模式可调节范围可达53％;用于逻辑模拟的精确元件模型 常规的延时模型: Td_total = Td_intrinsic + kCload 采用线性的负载电容关系 DSM/VDSM下的问题 逻辑元件延时与负载电容呈非线性关系 与输入信号变化斜率(ISM)有关：Ttotal=f(ISM, Cload) 解决办法 新的延时模型采用4x4矩阵表 + 线性内/外插方法 实例：全加器模型，共48个4x4矩阵、768个参数 输入a、b、c，输出本位和s、进位co 延时关系 对a与s间的延时关系有8种情况 a、b、c排列组合3种 每种4x4矩阵表 对s、c两个独立输出的延时 共48个4x4矩阵、768个参数;用于布线后仿真的精确互连线模型 DSM/VDSM下的问题 一维模型 ? 二、三维模型 集总电容模型? RCL传输线的RC树型分布网模型 接触电阻和源漏电阻：注入、扩散区成为高阻区 金属线覆盖电容和边缘电容：平行板电容模型精度差 解决方法 采取逐线提取(net-by-net extraction)、全3D场方程解法 对于初始提取得到的复杂RC网络约简提高提取速度 用与直接制造、测试数据比较的方法进行校准，以保持5%的精度 在互连线延时占优势的情况下，不仅SOC设计、验证，而且功耗、时序、信号完整性与可靠性