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芯片设计实现介绍
北京中电华大电子设计有限责任公司
微电子技术
l20世纪最伟大的技术
l信息产业最重要的技术
l步最快的技术
基尔比(JackKilby)的第一个安置在半导体锗片上的
电路取得了成功－“相移振荡器”，世界上第一块
集成电路在TI诞生，基尔据此获得诺尔物理
奖。
芯片是现代社会生活消费类产品的基石
集成电路和集成电路设计概念
l集成电路：把组成电路的元件、器件以及相互间的连线放
在单个芯片上，整个电路就在这个芯片上，把这个芯片放
腔体中进行封装，电路与外部的连接靠引脚完成。
l集成电路设计：根据电路功能和性能的要求，在正确选择
系统配置、电路形式、器件结构、工艺方案和设计规则的
情况下，尽量减小芯片面积，降低设计成本，缩短设计周
期，以保证全局优化，设计出满足要求的集成电路。
l集成电路设计输出：最终输出是掩膜版图GDS数据，通过
制版和工艺流片可以得所需的集成电路。设计与加工之
间的接口是版图数据。
微电子技术飞速发展与摩尔定律
l自从芯片诞生以来，芯片的发展基本上遵循了英特尔公司
创始人之一的Gordon
E.
Moore
1965年预言的摩尔定
律。该定律说：
当价格不变时，集成电路上可容纳的晶
体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一
倍。换言之，每一元所能买到的电脑性能，将每隔18个月
翻两倍以上。
l芯片设计是集成电路产业链中的关键环节，是连接市场需
求和芯片加工的重要桥梁，是表现芯片创意、知识产权与
专利的重要载体。设计的本质是创新，芯片加工工艺存在
着物理限制的可能，而芯片设计则可以在不同层次的加工
舞台上发挥无尽的创造活力，从这个意义上说，忽略设计
，就忽略了明天，掌握了设计，就掌握了未来
集成电路设计过程和方法
功能要求
行为设计（VHDL）
集成电路的行为仿真否
设计过程:是
综合、优化——网表
设计创意否
时序仿真
+是
仿真验证布局布线——版图
后仿真
是否
Signoff
电子设计自动化
电子设计自动化
CAD辅助设计支持规模越来越大、复杂度越来越高的芯片开发
l第一代IC设计CAD工具出现于20世纪60年代末70年代初，
但只能用于芯片的版图设计及版图设计规则的检查。
l第二代CAD系统随着工作站的推出，出现于80年代。其不
仅具有图形处理能力，而且还具有原理图输入和模拟能力
。
l如今CAD工具已入了第三代，称之为EDA系统。其主要标
志是工具支持全流程系统级到版图设计。
芯片分层分级设计
系统级行为、性C
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