集成电路版图设计基础第五章模拟IC版图

集成电路版图设计基础第五章模拟IC版图第1页，共13页，2023年，2月20日，星期四schoolofphyebasicsoficlayoutdesign2规模不同

DIC：可能一千万个反相器；

AIC：可能几个放大器。DIC和AIC技巧对比anexampleofdigitallayout,theareareportis0.3million第2页，共13页，2023年，2月20日，星期四schoolofphyebasicsoficlayoutdesign3规模不同

DIC：可能一千万个反相器；

AIC：可能几个放大器。DIC和AIC技巧对比acircuitanditslayoutofOP第3页，共13页，2023年，2月20日，星期四schoolofphyebasicsoficlayoutdesign4主要目标不同

DIC：优化芯片的尺寸和提高集成度；

AIC：优化电路的性能、匹配程度、速度和各种功能方面的问题。DIC和AIC技巧对比performancespeedmatchingsizeareaothers第4页，共13页，2023年，2月20日，星期四schoolofphyebasicsoficlayoutdesign5团队工作方式不同

DIC：相对独立，少许交流（I/O，Supply/Gound）；

AIC：communicatewithyourteamfromfronttobackoftheproject。完成进度不同

DIC：在开始版图工作时，绝大部分电路已设计完毕；

AIC：电路设计往往与单元模块的版图设计同步进行。DIC和AIC技巧对比第5页，共13页，2023年，2月20日，星期四schoolofphyebasicsoficlayoutdesign6创新要求不同

DIC：电路的大部分已在过去设计过，版图也已完成过许多许多次；

AIC：电路或版图过去几乎从未设计过。约束条件不同

DIC：设计规则较多；

AIC：几乎没有什么规则。对电路技术理解程度的要求不同

AIC要比DIC的掩模设计者掌握更多的电路技术。DIC和AIC技巧对比第6页，共13页，2023年，2月20日，星期四schoolofphyebasicsoficlayoutdesign7了解电路的功能对版图设计至关重要。电路功能决定了在版图设计时将如何处理如下一些问题：绝缘isolation

匹配matching

布局placement

均衡balance

覆盖overlap

保护方法protectionschemesI/O导线的位置locationofI/Owires

器件分割devicesplitting

平面布局floorplanning

许多其他的技术manyothertechniques三个关键问题-1：这个电路是做什么用的？第7页，共13页，2023年，2月20日，星期四schoolofphyebasicsoficlayoutdesign8得到的回答将影响许多器件的选择、许多金属线尺寸的选择，并在一定程度上影响你的布置方案。利用工艺手册中提供的电流密度计算布线宽度，计算得到的线宽可能大于各个metal层的最小线宽，所以在所有的metal层上不能简单地使用该层所规定的“minWidth”。

“典型CMOS工艺电流密度为0.5mA/microns”三个关键问题-2：需要多大的电流？第8页，共13页，2023年，2月20日，星期四schoolofphyebasicsoficlayoutdesign92a

大电流路径和小电流路径在哪里？电路中可能有多条路径，每一条都有自己的电流要求，即每条路径都有自己的最小金属线宽要求。设FETM1要驱动5mA的电流，则需要10um的导线来连接。如果电流自左边流入，则要经过一个很拥挤的小瓶颈区向上到达器件的顶部。可以将10um导线放到顶上。三个关键问题-2：需要多大的电流？currentcomesfromtheleft10umcurrentcomesfromthetop10um10um第9页，共13页，2023年，2月20日，星期四schoolofphyebasicsoficlayoutdesign102a

大电流路径和小电流路径在哪里？将10um导线放到顶上的好处：电子可以分散开，有效地降低了电阻。也可以把标准库的器件逆时针旋转90度，而不必从上方走线。这就是知道电流情况后，对器件布置方向所产生的影响。如果重新设计该器件的版图，必须保持栅的有效面积相同，因为这决定了晶体管将如何工作。我们不仅需要关注流入和流出器件的电流的大小，而且也必须注意器件内部金属线上的电流密度。三个关键问题-2：需要多大的电流？第10页，共13页，2023年，2月20日，星期四schoolofphyebasicsoficlayoutdesign112a

大电流路径和小电流路径在哪里？如果将器件分割成相同的4个，可利用宽度为2.5um的内部总线把电流分配到4个器件中去。三个关键问题-2：需要多大的电流？10um10um2.5um第11页，共13页，2023年，2月20日，星期四schoolofphyebasicsoficlayoutdesign12全面而详细的匹配技术将在以后的章节中具体介绍。三个关键问题-3：有哪些匹配要求？需要匹配的镜像电流源的两器件及其版图第12页，共13页，2023年，2月20日，星期四schoolofphyebasicsoficlayoutdesign13双极型模拟电路双极型模拟版图在某种程度上要比CMOS版图略微简单一些。双极型晶体管通常灵活性较差。如可能只有一种类型的双极型晶体管，而且只有4种尺寸，1um、5um、10um及20um。预先定义了各个工艺层，只需关心金属连接就可以了。