芯片设计工具及应用

芯片设计工具及应用,韩 雁2015年9月,2018/1/18,名词术语及其关系,微电子学 半导体 芯片 集成电路 半导体产品制造业 + 分立器件半导体设备制造业 + 光电子器件半导体材料制造业 + 传感器,（学科）,（产业）,（主要产品）,（产品形式）,浙大微电子,2/60,2011-13年全球半导体芯片产品销售比例,资料来源：世界半导体贸易统计组织（WSTS）,2018/1/18,浙大微电子,3/60,摩尔定律,每过18个月, IC中晶体管的集成度增加一倍微米时代 3um-2um-1.2um-亚微米时代 0.8um-0.5um-深亚微米时代 0.35um-0.25um-0.18um-0.13um- 纳米时代 90nm -65nm-45nm- 40nm- 28nm,32nm,L 特征尺寸,2018/1/18,浙大微电子,4/60,课程介绍,3学分，每周二上午三节课。分3个模块。13次课堂教学，每堂布置1道作业，分3次验收：模块1：3次课堂教学，3次作业，1次现场验收。模块2：5次课堂教学，5次作业，1次现场验收。模块3: 4次课堂教学，4次作业，1次现场验收。教材：半导体器件TCAD设计与应用，韩雁等编著，2013年3月出版。集成电路设计CAD/EDA工具使用教程，韩雁等编著，2010年9月出版。,2018/1/18,浙大微电子,5/60,第一次课堂教学课程简介及上机操作简介,课程简介（课堂教学+作业随堂验收）模块1：半导体工艺与器件设计工具（3+1）模块2：模拟IC设计工具（5+1）模块3：数字IC设计工具（4+1）上机操作Linix命令上机实验作业布置,2018/1/18,浙大微电子,6/60,模块1：半导体工艺与器件设计工具（3+1）,工艺仿真工具TSUPREM-4和 器件仿真工具MEDICI新一代工艺及器件仿真工具Sentaurus设计实例-用TCAD设计ESD防护器件实验课随堂上机验收工艺与器件设计3次作业,2018/1/18,浙大微电子,7/60,模块1-1/3：工艺仿真工具TSUPREM-4 和器件仿真工具MEDICI,工艺仿真工具TSUPREM-4介绍模型介绍 TSUPREM-4基本命令介绍 双极晶体管的工艺仿真示例 器件仿真工具MEDICI介绍MEDICI实例1LDMOS器件仿真 MEDICI实例2NPN三极管仿真,2018/1/18,浙大微电子,8/60,模块1-2/3：新一代工艺及器件仿真工具Sentaurus,工艺仿真系统 Sentaurus Process器件结构编辑工具Sentaurus Structure Editor器件仿真工具Sentaurus Device 集成电路虚拟制造系统Sentaurus Workbench,2018/1/18,浙大微电子,9/60,模块1-3/3：设计实例-用TCAD设计ESD防护器件,ESD及ISE-TCAD简介工艺仿真（Dios）器件仿真（DESSIS）及模型的选取热边界条件的设定ESD防护器件仿真中收敛性问题 对关键性能有影响的关键参数二次击穿电流的仿真,2018/1/18,浙大微电子,10/60,模块1(3+1)：实验课随堂上机验收工艺与器件设计3次作业,作业1-1用T4做出一个NMOS管，再读入到MEDICI中，进行栅特性仿真。作业1-2用Sentaurus工艺仿真软件跑出一个NMOS器件，通过修改器件参数，使得耐压提高20% 。作业1-3将一个仿真不收敛的ESD防护器件，通过网格调整而变得收敛。,2018/1/18,浙大微电子,11/60,模块2：模拟IC设计工具（5+1）,系统级仿真与Matlab模拟电路仿真工具+快速仿真+数模混合仿真设计实例-基准源、噪声、开关电容及Monte-Carlo仿真模拟IC版图绘制及Virtuoso工具软件版图验证与后仿真实验课-随堂上机验收模拟IC设计5次作业,2018/1/18,浙大微电子,12/60,模块2-1/5：系统级仿真与Matlab,集成电路设计的一般流程 系统级建模工具-Matlab 设计实例-利用Matlab设计锁相环,2018/1/18,浙大微电子,13/60,模块2-2/5：模拟电路仿真工具 + 快速仿真 + 数模混合仿真,Spectre 模拟电路仿真 Ultrasim 快速仿真 Spectreverilog 数模混合仿真演示,2018/1/18,浙大微电子,14/60,模块2-3/5：设计实例-基准源、噪声、开关电容及Monte-Carlo仿真,电压基准源设计集成电路噪声分析及仿真 开关电容电路理论、设计举例及仿真Monte-Carlo仿真,2018/1/18,浙大微电子,15/60,模块2-4/5：模拟IC版图绘制及Virtuoso工具软件,典型深亚微米工艺流程Design Rule的简介Virtuoso软件的简介及使用PDK简介版图设计中的相关专题,2018/1/18,浙大微电子,16/60,模块2-5/5：版图验证与后仿真,概述 DRC、LVS与后仿真介绍 验证工具介绍 Calibre 使用方法Diva规则文件简介实例分析,2018/1/18,浙大微电子,17/60,模块2(5+1)：实验课-随堂上机验收模拟IC设计5次作业,作业2-1利用Simulink 搭建一个416线译码器的仿真模型作业2-2对一个数模混合的FSK电路进行数模混合仿真作业2-3仿基准电压源的温度系数/工艺角/环路稳定性/电源抑制比作业2-4绘制一个电