集成電路設計規則
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集成電路設計規則范文第1篇
在非微電子專業如計算機、通信、信號處理、自動化、機械等專業開設集成電路設計技術相關課程，一方面，這些專業的學生有電子電路基礎知識，又有自己本專業的知識，可以從本專業的系統角度來理解和設計集成電路芯片，非常適合進行各種應用的集成電路芯片設計階段的工作，這些專業也是目前芯片設計需求最旺盛的領域；另一方面，對于這些專業學生的應用特點，不宜也不可能開設微電子專業的所有課程，也不宜將集成電路設計階段的許多技術（如低功耗設計、可測性設計等）開設為單獨課程，而是要將相應課程整合，開設一到二門集成電路設計的綜合課程，使學生既能夠掌握集成電路設計基本技術流程，也能夠了解集成電路設計方面更深層的技術和發展趨勢。因此，在課程的具體設置上，應該把握以下原則。理論講授與實踐操作并重集成電路設計技術是一門實踐性非常強的課程。隨著電子信息技術的飛速發展，采用EDA工具進行電路輔助設計，已經成為集成電路芯片主流的設計方法。因此，在理解電路和芯片設計的基本原理和流程的基礎上，了解和掌握相關設計工具，是掌握集成電路設計技術的重要環節。技能培訓與前瞻理論皆有在課程的內容設置中，既要有使學生掌握集成電路芯片設計能力和技術的講授和實踐，又有對集成電路芯片設計新技術和更高層技術的介紹。這樣通過本門課程的學習，一方面，學員掌握了一項實實在在有用的技術；另一方面，學員了解了該項技術的更深和更新的知識，有利于在碩、博士階段或者在工作崗位上，對集成電路芯片設計技術的繼續研究和學習。基礎理論和技術流程隔離由于是針對非微電子專業開設的課程，因此在課程講授中不涉及電路設計的一些原理性知識，如半導體物理及器件、集成電路的工藝原理等，而是將主要精力放在集成電路芯片的設計與實現技術上，這樣非微電子專業的學生能夠很容易入門，提高其學習興趣和熱情。
2非微電子專業集成電路設計課程實踐
根據以上原則，信息工程大學根據具體實際，在計算機、通信、信號處理、密碼等相關專業開設集成電路芯片設計技術課程，根據近兩年的教學情況來看，取得良好的效果。該課程的主要特點如下。優化的理論授課內容1）集成電路芯片設計概論：介紹IC設計的基本概念、IC設計的關鍵技術、IC技術的發展和趨勢等內容。使學員對IC設計技術有一個大概而全面的了解，了解IC設計技術的發展歷程及基本情況，理解IC設計技術的基本概念；了解IC設計發展趨勢和新技術，包括軟硬件協同設計技術、IC低功耗設計技術、IC可重用設計技術等。2）IC產業鏈及設計流程：介紹集成電路產業的歷史變革、目前形成的“四業分工”，以及數字IC設計流程等內容。使學員了解集成電路產業的變革和分工，了解設計、制造、封裝、測試等環節的一些基本情況，了解數字IC的整個設計流程，包括代碼編寫與仿真、邏輯綜合與布局布線、時序驗證與物理驗證及芯片面積優化、時鐘樹綜合、掃描鏈插入等內容。3）RTL硬件描述語言基礎：主要講授Verilog硬件描述語言的基本語法、描述方式、設計方法等內容。使學員能夠初步掌握使用硬件描述語言進行數字邏輯電路設計的基本語法，了解大型電路芯片的基本設計規則和設計方法，并通過設計實踐學習和鞏固硬件電路代碼編寫和調試能力。4）系統集成設計基礎：主要講授更高層次的集成電路芯片如片上系統（SoC）、片上網絡（NoC）的基本概念和集成設計方法。使學員初步了解大規模系統級芯片架構設計的基礎方法及主要片內嵌入式處理器核。
豐富的實踐操作內容1）Verilog代碼設計實踐：學習通過課下編碼、上機調試等方式，初步掌握使用Verilog硬件描述語言進行基本數字邏輯電路設計的能力，并通過給定的IP核或代碼模塊的集成，掌握大型芯片電路的集成設計能力。2）IC前端設計基礎實踐：依托Synopsys公司數字集成電路前端設計平臺DesignCompiler，使學員通過上機演練，初步掌握使用DesignCompiler進行集成電路前端設計的流程和方法，主要包括RTL綜合、時序約束、時序優化、可測性設計等內容。3）IC后端設計基礎實踐：依托Synopsys公司數字集成電路后端設計平臺ICCompiler，使學員通過上機演練，初步掌握使用ICCompiler進行集成電路后端設計的流程和方法，主要包括后端設計準備、版圖規劃與電源規劃、物理綜合與全局優化、時鐘樹綜合、布線操作、物理驗證與最終優化等內容。靈活的考核評價機制1）IC設計基本知識筆試：通過閉卷考試的方式，考查學員隊IC設計的一些基本知識，如基本概念、基本設計流程、簡單的代碼編寫等。2）IC設計上機實踐操作：通過上機操作的形式，給定一個具體并相對簡單的芯片設計代碼，要求學員使用Synopsys公司數字集成電路設計前后端平臺，完成整個芯片的前后端設計和驗證流程。3）IC設計相關領域報告：通過撰寫報告的形式，要求學員查閱IC設計領域的相關技術文獻，包括該領域的前沿研究技術、設計流程中相關技術點的深入研究、集成電路設計領域的發展歷程和趨勢等，撰寫相應的專題報告。
3結語
集成電路設計規則范文第2篇
【關鍵詞】集成電路版圖；教學方法；改革
集成電路版圖設計是集成電路設計的最終結果，版圖質量的優劣直接關系到整個芯片的性能和經濟性，因此，如何培養學生學好集成電路版圖設計技術，具備成為合格的版圖設計工程師的基本潛質，是擺在微電子專業老師面前的一個普遍難題。如何破解這個難題，我們做了以下探索。
一、突出實踐，理論配合
傳統的《集成電路版圖設計》課程采取理論教育優先，學生對于版圖的基本理論和設計規則非常熟悉，但動手實踐能力缺乏培養，往往在學生畢業后進入集成電路設計企業還需二次培訓版圖設計能力，造成了嚴重的人力資源浪費。這是由于沒有清晰的認識《集成電路版圖設計》課程的性質，造成對它的講授還是采取傳統教學方式：老師講，學生聽，偏重理論，缺乏實踐，影響到學生在工作中面臨實際設計電路能力的發揮。《集成電路版圖設計》是一門承接系統、電路、工藝、EDA技術的綜合性課程，如果按照傳統方式授課，課程的綜合性和實踐性無法得到體現，違背了課程應有的自身規律，教學效果和實用意義不能滿足工業界的要求。我們在重新思考課程的本質特點后，采取了實踐先行，理論配合的教學方法，具體如下：集成電路版圖是根據邏輯與電路功能和性能要求，以及工藝水平要求來設計光刻用的掩膜圖形，實現芯片設計的最終輸出。版圖是一組相互套合的圖形，各層版圖相應于不同的工藝步驟，每一層版圖使用不同的圖案來表示。我們首先講授版圖設計工具EDA軟件的使用，讓學生掌握EDA軟件的每一個主要功能，從圖形的選擇、材料的配置，讓學生從感性角度認識實際的版圖設計是如何開展的，每一個步驟是如何使用軟件完成的，整體芯片版圖設計的流程有哪些規定，學生此時設計的版圖可能不是很精確和完美，但學生對于什么是版圖和如何設計版圖有了初步的感性認識，建立起版圖設計的基本概念，對于后續的學習奠定了牢實的實踐基礎，此時再去講授版圖設計理論知識，學生更能理解深層的工藝知識和半導體理論，真正做到了知行合一，實踐先行的教育理念，對學生能力的培養大有裨益。
二、注重細節，加強引導
傳統方式講授《集成電路版圖設計》理論占大部分時間，學生知道二極管、晶體管、場效應管、電阻、電容等基本元器件的工作原理和構成要素，但是在版圖設計中，這些元器件為什么要這樣設計，其實內心中充滿著疑惑和不解。針對學生的疑惑，我們從工藝細節入手來解決這個問題。作為集成電路版圖設計者，首先要熟悉工藝條件和期間物理，才能確定晶體管的具體尺寸、連線的寬度、間距、各次掩膜套刻精度等。版圖設計的規則也是由工藝來確定的，掌握了工藝也就掌握了版圖設計的鑰匙。我們將通用工藝文件的每一條規則向學生講解，通用元器件的規則整理出它們的共性，最小寬度、長度、間距的尺寸提醒學生要記憶，不同芯片生產廠的工藝對比學習和研究，學生在這一系列規則的學習過程中，慢慢理解熟悉了工藝規則文件的組織構成及學習要點，能夠舉一反三的在不同工藝規則下，設計同一種元器件的版圖，即使電路元器件的數量巨大，電路拓撲關系復雜，在老師耐心的講解下，學生也能夠依據工藝規則設計出符合要求的版圖，這都是在理解了工藝規則細節的基礎上完成的。所以，關注細節，加強引導，是提高學生學習效果的一個重要方法。
三、完善考核機制，爭取比賽練兵
學生成績的提高，合理完善的考核機制不可或缺。以往《集成電路版圖設計》課程的考核主要是理論知識作業和課程報告，學生的學習效果和實際動手能力沒有得到考核，造成不能全面評價學生的學習成績。我們采取項目形式，全方位考核學生的學習效果。根據知識點，將通用模擬電路分成五大類，每個大類提取出經典的電路10種，使用主流芯片加工廠的生產工藝，由經驗豐富的老師把它們的版圖全部設計出來，作為庫單元放在服務器中供學生參考。在學生充分理解庫單元實例的基礎上，將以往設計的一些實用電路布置給學生，要求在規定的時間內，設計出合格的版圖，以此作為最終的考核結果。學生在學習課程期間，可以接觸到不同工藝、不同結構的多種類電路，而且必須在規定的時間內設計出版圖，這極大的促進了他們學習的積極性和時間觀念。學生在設計版圖的過程中，會遇到多種問題，他們會采取問老師答疑，和同學討論的多種方式解決，不僅能督促他們平時上課認真聽講，而且對遇到的問題也能多角度思考，最重要的是他們親自動手設計版圖，將工藝、電路、器件綜合考慮，在約定的時間內能力得到極大提高。老師根據學生上傳至服務器中設計的不同項目版圖打分，而且將每個項目的得分出具詳細的報告，對學生的成績進行點評。學生通過查閱報告，能夠知道課程學習的缺點和得分項，為下一次提高設計成績是一個很好的參考。除了日常學習設計版圖項目，學生可以爭取參加微電子專業的一些比賽，通過比賽體會一些具有挑戰性的版圖設計項目，來提高學生在實際場景下如何發揮設計能力和項目組織能力，為他們未來進入職場從事版圖設計工作奠定堅實的專業能力和實際解決問題能力。
四、總結
《集成電路版圖設計》課程是一門兼具理論基礎和實踐鍛煉想結合的課程，對它的講授不僅需要扎實的理論基礎，還需合理的實踐環節配合，才能取得良好的教學效果。
參考文獻
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[2]蔡懿慈.超大規模集成電路設計導論[M].北京:清華大學出版社,2005(10.
[3]編委會.最新高等院校實驗室建設與管理及教學指導手冊[M].北京:中國教育出版社,2006(11).
基金項目：北方工業大學教育教學改革和課程建設基金。
集成電路設計規則范文第3篇
關鍵詞：微電子學；實驗室建設；教學改革；
1微電子技術的發展背景
美國工程技術界在評出20世紀世界最偉大的20項工程技術成就中第5項——電子技術時指出：“從真空管到半導體，集成電路已成為當代各行各業智能工作的基石”。微電子技術發展已進入系統集成(SOC—SystemOnChip)的時代。集成電路作為最能體現知識經濟特征的典型產品之一，已可將各種物理的、化學的和生物的敏感器(執行信息獲取功能)和執行器與信息處理系統集成在一起，從而完成從信息獲取、處理、存儲、傳輸到執行的系統功能。這是一個更廣義的系統集成芯片，可以認為這是微電子技術又一次革命性變革。因而勢必大大地提高人們處理信息和應用信息的能力，大大地提高社會信息化的程度。集成電路產業的產值以年增長率≥15%的速度增長，集成度以年增長率46%的速率持續發展，世界上還沒有一個產業能以這樣的速度持續地發展。2001年以集成電路為基礎的電子信息產業已成為世界第一大產業。微電子技術、集成電路無處不在地改變著社會的生產方式和人們的生活方式。我國信息產業部門準備充分利用經濟高速發展和巨大市場的優勢，精心規劃，重點扶持，力爭通過10年或略長一段時間的努力，使我國成為世界上的微電子強國。為此，未來十年是我國微電子技術發展的關鍵時期。在2010年我國微電子行業要實現下列四個目標：
(1)微電子產業要成為國民經濟發展新的重要增長點和實現關鍵技術的跨越。形成2950億元的產值，占GDP的1.6%、世界市場的4%，國內市場的自給率達到30%，并且能夠拉動2萬多億元電子工業產值。從而形成了500~600億元的純利收入。
(2)國防和國家安全急需的關鍵集成電路芯片能自行設計和制造。
(3)建立起能夠良性循環的集成電路產業發展、科學研究和人才培養體系。
(4)微電子科學研究和產業的標志性成果達到當時的國際先進水平。
在這一背景下，隨著國內外資本在微電子產業的大量投入和社會對微電子產品需求的急驟增加，社會急切地需要大量的微電子專門人才，僅上海市在21世紀的第一個十年，就需要微電子專門人才25萬人左右，而目前尚不足2萬人。也正是在這一背景下，1999年以來，全國高校中新開辦的微電子學專業就有數十個。2002年8月教育部全國電子科學與技術專業教學指導委員會在貴陽工作會議上公布的統計數據表明，相當多的高校電子科學與技術專業都下設了微電子學方向。微電子技術人才的培養已成為各高校電子信息人才培養的重點。
2微電子學專業實驗室建設的緊迫性
我國高校微電子學專業大部分由半導體器件或半導體器件物理專業轉來，這些專業的設立可追溯到20世紀50年代后期。辦學歷史雖長，但由于多年來財力投入嚴重不足，而微電子技術發展迅速，國內大陸地區除極個別學校外，其實驗教學條件很難滿足要求。高校微電子專業實驗室普遍落后的狀況，已成為制約培養合格微電子專業人才的瓶頸。
四川大學微電子學專業的發展同國內其它院校一樣走過了一條曲折的道路。1958年設立半導體物理方向(專門組)，在其后的40年中，專業名稱幾經變遷，于1998年調整為微電子學。由于社會需求強勁，1999年微電子學專業擴大招生數達90多人，是以往招生人數的2倍。當時，我校微電子學專業的辦學條件與微電子學學科發展的要求形成了強烈反差：實驗室設施陳舊、容量小，教學大綱中必需的集成電路設計課程和相應實驗幾乎是空白；按照新的教學計劃，實施新課程和實驗的時間緊迫，基本設施嚴重不足；教師結構不合理，專業課程師資缺乏。
在關系到微電子學專業能否繼續生存的關鍵時期，學校組織專家經過反復調研、論證，及時在全校啟動了“523實驗室建設工程”。該工程計劃在3~5年時間內，籌集2~3億資金，集中力量創建5個適應多學科培養創新人才的綜合實驗基地；重點建設20個左右基礎(含專業及技術基礎)實驗中心(室)；調整組合、合理配置、重點改造建設30個左右具有特色的專業實驗室。“523實驗室建設工程”的啟動，是四川大學面向21世紀實驗教學改革和實驗室建設方面的一個重要跨越。學校將微電子學專業實驗室的建設列入了“523實驗室建設工程”首批重點支持項目，2000年12月開始分期撥款275萬元，開始了微電子學專業實驗室的建設。怎樣將有限的資金用好，建設一個既符合微電子學專業發展方向，又滿足本科專業培養目標要求的微電子學專業實驗室成為我們學科建設的重點。
3實驗室建設項目的實施
3.1整體規劃和目標的確立
微電子技術的發展要求我們的實驗室建設規劃、實驗教改方案、人才培養目標必須與其行業發展規劃一致，既要腳踏實地，實事求是，又必須要有前瞻性。尤其要注意國際化人才的培養。微電子的人才培養若不能實現國際化，就不能說我們的人才培養是成功的。
基于這樣的考慮，在調查研究的基礎上，我們將實驗室建設整體規劃和目標確定為：建立國內一流的由微電子器件平面工藝與器件參數測試綜合實驗及超大規模集成電路芯片設計綜合實驗兩個實驗系列構成的微電子學專業實驗體系，既滿足微電子學專業教學大綱要求，又適應當今國際微電子技術及其教學發展需求的多功能的、開放性的微電子教學實驗基地。我們的目標是：
(1)建立有特色的教學體系——微電子工藝與設計并舉，強化理論基礎、強化綜合素質、強化能力培養。
(2)保證寬口徑的同時，培養專業技能。
(3)建立開放型實驗室，適應跨學科人才的培養。
(4)在全國微電子學專業的教學中具有一定的先進性。
實踐中我們認識到，要實現以上目標、完成實驗室建設，必須以教學體系改革、教材建設為主線開展工作。
3.2重組實驗教學課程體系，培養學生的創新能力和現代工業意識
實驗課程體系建設的總體思路是培養創造性人才。實驗的設置要讓學生成為實驗的主角和與專業基礎理論學習相聯系的主動者，能激發學生的創造性，有專業知識縱向和橫向自主擴展和創新的余地。因此該實驗體系將是開放式的、有層次的和與基礎課及專業基礎課密切配合的。實驗教學的主要內容包括必修、選修和自擬項目。我們反復認真研究了教育部制定的本科微電子學專業培養大綱及國際上對微電子學教學提出的最新基本要求。根據專業的特點，充分考慮目前國內大力發展集成電路生產線(新建線十條左右)和已成立近百家集成電路設計公司對人才的強烈需求，為新的微電子專業教學制定出由以下兩個實驗系列構成的微電子學專業實驗體系。
(1)微電子器件平面工藝與器件參數測試綜合實驗。
這是微電子學教學的重要基礎內容，也是我校微電子學教學中具有特色的實驗課程。這一實驗系列將使學生了解和初步掌握微電子器件的主要基本工藝，工藝參數的控制方法和工藝質量控制的主要檢測及分析方法，深刻地了解成品率在微電子產品生產中的重要性。同時，半導體材料特性參數的測試分析系列實驗是配合“半導體物理”和“半導體材料”課程而設置的基本實驗，通過整合，實時地與器件工藝實驗配合，雖增加了實驗教學難度，卻使學生身臨其境直觀地掌握了工藝對參數的影響、參數反饋對工藝的調整控制、了解半導體重要參數的測試方法并加深對其相關物理內涵的深刻理解。這樣的綜合實驗，對于學生深刻樹立產品成品率，可靠性和生產成本這一現代工業的重要意識是必不可少的。
(2)超大規模集成電路芯片設計綜合實驗。
這是微電子學教學的重點基礎之一。教學目的是掌握超大規模集成電路系統設計的基本原理和規則，初步掌握先進的超大規模集成電路設計工具。該系列的必修基礎實驗共80學時，與之配套的講授課程為“超大規模集成電路設計基礎”。除此而外，超大規模集成電路測試分析和系統開發實驗不僅是與“超大規模集成電路原理”和“電路系統”課程套配，使學生更深刻的理解和掌握集成電路的特性；同時也是與前一系列實驗配合使學生具備自擬項目和獨立創新的理論及實驗基礎。
3.3優化設施配置，爭取項目最佳成效
由于項目實施的時間緊迫、資金有限。我們非常謹慎地對待每一項實施步驟。力圖實現設施的優化配置，使項目產生最佳效益。最終較好地完成了集成電路設計實驗體系和器件平面工藝實驗體系的實施。具體內容包括：
(1)集成電路設計實驗體系。集成電路設計實驗室機房的建立——購買CADENCE系統軟件(IC設計軟件)、ZENILE集成電路設計軟件；集成電路設計實驗課程體系由EDA課程及實驗、FPGA課程及實驗、PSPICE電路模擬及實驗、VHDL課程及實驗、ASIC課程及實驗、IC設計課程及實驗等組成。
(2)器件平面工藝實驗體系和相關參數測試分析實驗。結合原有設備新購并完善平面工藝實驗系統，包括：硼擴、磷擴、氧化、清洗、光刻、金屬化等；與平面工藝同步的平面工藝參數測試，包括：方塊電阻、C-V測試(高頻和準靜態)、I-V測試、Hall測試、膜厚測試(ELLIPSOMETRY)及其它器件參數測試(實時監控了解器件參數，反饋控制工藝參數)；器件、半導體材料物理測試設備，如載流子濃度、電阻率、少子壽命等。
(3)與實驗室硬件建設配套的軟件建設和環境建設。實驗室環境建設、實驗室崗位設置、實驗課程的系統開設、向相關學院及專業提出已建實驗室開放計劃、制定各項管理制度。
在實驗室的階段建設中，我們分步實施、邊建邊用、急用優先，在建設期內就使實驗室發揮出了良好的使用效益。
3.4強化管理，實行教師負責制
新的實驗室必須要有全新的管理模式。新建實驗室和實驗課程的管理將根據專業教研室的特點，采取教研室主任和實驗室主任統一協調下的教師責任制。在兩大實驗板塊的基礎上，根據實驗內容的布局進一步分為4類(工藝及測試，物理測試，設計和集成電路參數測試，系統開發)進行管理。原則上，實驗設施的管理及實驗科目的開放由相應專業理論課的教師負責，在項目的建立階段，將按前述的分工實施責任制，其責任的內容包括：組織設備的安裝調試，設備使用規范細則的制定，實驗指導書的編寫等。根據專業建設的規劃，在微電子實驗室建設告一段落后，主管責任教師將逐步由較年青的教師接任。主管責任教師的責任包括：設備的維護和保養，使用規范和記錄執行情況的監督，組織對必修和選修科目實驗指導書的更新，組織實驗室開放及輔導教師的安排，完善實驗室開放的實施細則等。
實驗課將是開放式的。結合基礎實驗室的開放經驗和微電子專業實驗的特點，要求學生在完成實驗計劃和熟悉了設備使用規范細則的條件下，對其全面開放。對非微電子專業學生的開放，采取提前申請，統一完成必要的基礎培訓后再安排實驗的方式。同時將針對一些專業的特點編寫與之相適應的實驗教材。
4取得初步成果
微電子學專業實驗室通過近3年來的建設運行，實現或超過了預期建設目標，成效顯著，于2002年成功申報為"；四川省重點建設實驗室"；。現將取得的初步成果介紹如下：
(1)在微電子實驗室建設的促進下，為適應新條件下的實驗教學，我們調整了教材的選用范圍。微電子學專業主干課教材立足選用國外、國內的優秀教材，特別是國外能反映微電子學發展現狀及方向的先進教材，我們已組織教師編撰了能反映國際上集成電路發展現狀的《集成電路原理》，選用了最新出版教材《大規模集成電路設計》，并編撰、重寫及使用了《集成電路設計基礎實驗》、《超大規模集成電路設計實驗》、《平面工藝實驗》、《微電子器件原理》、《微電子器件工藝原理》等教材。
在重編實驗教材時，改掉了"；使用說明"；式的教材編寫模式。力圖使實驗教材能配合實驗教學培養目標，啟發學生的想象力和創造力，尤其是誘發學生的原發性創新能力乃至創新沖動。
(2)對本科微電子學的教學計劃、教學大綱和教材進行了深入研究和大幅度調整，并充分考慮了實驗課與理論課的有機結合。堅持并發展了我校微電子專業在器件工藝實驗上的特色和優勢，通過對實驗課及其內容進行整合更新，使實驗更具綜合性。如將過去的單一平面工藝實驗與測試分析技術有機的結合，將原來相互脫節的芯片工藝、參數測試、物理測試等有機地整合在一起，以便充分模擬真實芯片工藝流程。使學生在獨立制造出半導體器件的同時，能對工藝控制進行實時綜合分析。
(3)引入了國際上最通用、最先進的超大規模集成電路系統設計教學軟件(如CADENCE等)，使學生迅速地掌握超大規模集成電路設計的先進基本技術，激發其創造性。為了保證這一教學目的的實現，我們對
專業的整體教學計劃做了與之配合的調整。在第5學期加強了電子線路系統設計(如EDA、PSPICE等)的課程和實驗內容。在教學的第4學年又預留了足夠的學時，作為學生進一步掌握這一工具的選修題目的綜合訓練。
(4)所有的實驗根據專業基礎課的進度分段對各年級學生隨時開放。學生根據已掌握的專業理論知識和實驗指導書選擇實驗項目，提出實驗路線。鼓勵學生對可提供的實驗設施作自擬的整合，促進學生對實驗課程的全身心的投入。
在實驗成績的評定上，不簡單地看實驗結果的正確與否，同時注重實驗方案的合理性和創造性，注重是否能對實驗現象有較敏銳的觀察、分析和處理能力。
(5)通過送出去的辦法，把教師和實驗人員送到器件公司、設計公司培訓，并積極開展了校內、校際間的進修培訓。推促教師在專業基礎和實驗兩方面交叉教學，提高了教師隊伍的綜合素質。
(6)將集成電路設計實驗室建設成為電子信息類本科生的生產實習基地，為此，我們參加了中芯國際等公司的多項目晶圓計劃。
加入了國內外EDA公司的大學計劃，以利于實驗室建設發展和提高教學質量，如華大公司支持微電子實驗室建設，贈送人民幣1100萬元軟件(RFIC，SOC等微電子前沿技術)已進入實驗教學。
5結語
集成電路設計規則范文第4篇
關鍵詞：集成電路；測試；故障診斷；方法改進
引言
隨著我國工業社會的不斷發展，科技的不斷進步，對于集成電路的改進也越來越頻繁。以前一個小小的集成電路只能容納十幾個晶體管，但是隨著集成電路在新技術的改進下，目前已經可以容納數十萬個晶體管，促進了集成電路的應用與普及范圍，但同時，以前一個集成電路出現問題，只要檢查十幾個晶體管就能解決集成電路出現的故障，但是現在，對于一個集成電路十幾萬個晶體管，傳統的集成電路故障測試與診斷方法難以滿足需求，必須要對集成電路的測試與故障診斷方法進行改進，以滿足工業發展的需求。
1 集成電路基本簡介
集成電路（integrated circuit）是一種微型電子器件或部件。采用一定的工藝，把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起，制作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上，然后封裝在一個管殼內，成為具有所需電路功能的微型結構；其中所有元件在結構上已組成一個整體，使電子元件向著微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面邁進了一大步。它在電路中用字母“IC”表示。集成電路發明者為杰克?基爾比（基于鍺（Ge）的集成電路）和羅伯特?諾伊思（基于硅（Si）的集成電路）。當今半導體工業大多數應用的是基于硅的集成電路。是20世紀50年代后期-60年展起來的一種新型半導體器件。
2 集成電路測試與診斷方法存在的問題
隨著科技的不斷進步，傳統的集成電路測試與診斷方法的弊病也顯露出來了，那么作者下面將主要總結目前集成電路測試與診斷方法存在的問題。
2.1 電壓測量的邏輯診斷適用范圍窄
從集成電路誕生的那一天起，基于集成電路故障檢測的電壓測量邏輯診斷方法就成為集成電路故障檢測的專用方法，但是電壓測量的邏輯診斷方法在目前數字化集成電路面前顯得有些無能為力，基于電壓測量的邏輯診斷方法不能有效的對集成電路的故障進行準確定位，還需要進行人工測量后才能得知出現故障的地方，延長了集成電路的維修時間，同時對于某些類型的故障，如開路故障、橋接故障、延時故障等，一些傳統的基于邏輯值地測試方法就顯得無能為力了。
2.2 對于電路的冗余部分不能檢測出來
隨著集成電路使用和普及范圍越來越廣，人們基本會在集成電路中增加一部分冗余電路，以保障集成電路的正常使用。冗余電路其實就是集成電路的備用電路，在目前集成電路設備中，都會有一部分的備用電路以備使用。但是冗余電路雖然能夠提高集成電路的使用，避免集成電路出現故障時造成使用不便，但是這對于集成電路故障的診斷造成了一定影響，因為在集成電路出現故障時，冗余電路就會代替集成電路進行工作，并不會提醒人們集成電路出現故障，同時傳統的基于電壓的測試方法是無法檢查冗余電路故障的。
2.3 集成電路的檢測方法少
現階段，對于集成電路測試與故障的檢測方式主要有傳統的基于電壓的測試方法、以及基于數字模型的檢測方法、故障字典法這幾種，雖然對于集成電路的故障都能夠進行檢測，但是隨著在集成電路技術的發展，故障也在發生變化，傳統法的集成電路檢測方法并不能適用于未來的集成電路故障檢測，集成電路測試與故障檢測方法比較少，同時創新能力也不夠，延長了集成電路的維修時間。
3 集成電路測試與診斷方法的改進
3.1 基于靜態電流故障的診斷方法
隨著科技的進步，集成電路也在不斷發展和更新，因此對于集成電路測試與故障診斷的方法也要有所改進，基于電流故障的診斷方法是目前比較流行的。集成電路中的電流一般比較小，通常不會超過500毫安，但是在集成電路出現故障時，電流量會急速增加，這對于集成電路的故障檢測是比較明顯的，并且基于電流故障的診斷方法也能測出電路的冗余部分是否出現故障，解決了邏輯電壓檢測方法的不足之處。
3.2 基于動態電流故障的診斷方法
雖然動態電流故障檢測與靜態電路故障檢測同屬于電流檢測方法，但動態電流故障檢測方法相比于靜態電流故障檢測要更加正確，因為動態電流覆蓋集成電路的面積更廣，集成電路的故障檢測也更加全面，動態電流的波形包含的電路信息更多，為CMOS電路、模擬電路、數模混合電路的故障診斷提供了豐富的數據。
3.3 故障字典檢測方法
故障字典檢測方法是目前最常用的一種集成電路測試與故障檢測方法，顧名思義，故障字典法就是采取像查閱字典一樣的方式對集成電力的晶體管進行一一檢測，來確定出現故障的準確位置，這樣對于集成電路的故障檢測更加準確，故障字典法就是先提取集成電路的所有故障特征，根據出現故障的特征查找集成電路出現的問題，用戶只需要輸入集成電路出現的問題，故障字典法就能第一時間知道集成電路出現的問題，大大提高了集成電路故障檢測效率，集成電路的診斷更加智能化。
4 結束語
集成電路的測試與故障診斷技術的研究和應用對增強集成電路的可維護有很重要的意義，故障診斷可以在測試結果的基礎上，分析故障產生的原因和位置，更加有利于提高國家的效率，也是集成電路設計的趨勢之一。文章介紹了故障診斷的常見策略。基于電流的集成電路診斷方法將是今后研究和應用的熱點。
參考文獻
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集成電路設計規則范文第5篇
關鍵詞 CMOS電路；噪聲問題；抗噪聲優化設計
中圖分類號 TN432 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)071-0183-01
1 CMOS電路及其噪聲
硅半導體的CMOS電路技術因為其容易大規模集成的特點，及其自身的性價比優勢和日漸成熟的技術和工藝，得到了廣泛的應用，并且在今后相當長的一段時間內在規模集成電路中將會占據主導地位。隨著個人數字系統、通訊終端的不斷發展，CMOS不斷向著高密度、高速率的方向發展。但與此同時，現代CMO系統內部的器件尺寸不斷縮小，集成密度擴大，各個金屬線之間的間隔縮短，因噪聲干擾或電路跳變過程中產生的毛刺都有可能使數字電路出現邏輯故障。因此要盡可能減少噪聲，提高系統穩定性和準確性。CMOS的噪聲影響到電路系統的穩定性，近幾年來對抗噪聲的研究設計也層出不窮。筆者將在下文中對現代CMOS電路的抗噪聲優化設計做出詳細的闡述。
2 現代CMOS電路的抗噪聲優化設計
在本次設計研究中，筆者以動態電路噪聲問題、同步開關噪聲問題以及襯底噪聲問題為主要研究對象，針對這幾種CMOS中常出現的噪聲問題展開分析。
2.1 深亞微米CMOS抗噪聲動態電路設計
靜態電路本身具有相對較好的抗噪聲特性，但是其具有低速、高耗能的缺點，因此在電路的關鍵部分，還需要動態電路來提高線路的整體性能，尤其是提高速率和降低能耗。伴隨著深亞微米工藝水平的發展，器件的尺寸更進一步減小，密度增大，這對動態電路的抗噪聲性提出了更大的挑戰。
動態電路中的噪聲源主要包括了電源噪聲、節點噪聲、串繞噪聲等。改善動態電路的抗噪聲性能其中一個方法便是提高邏輯門的閥值電壓。但是提高閥值電壓就會降低電路的速度，提高功耗，削弱了動態電路的優勢，因此在優化方案的設計中減少噪聲是目標，但是也不能讓電路的其他性能遭到過分損害。針對動態電路，筆者認為可以利用鏡像NMOS網絡來構建具有高能量效率的抗噪聲電路。設計圖如圖1所示。
由圖可見，鏡像抗噪聲動態線路需要兩個相同的NMOS求值網絡，附加NMOS管M3，其工作原理大致為：預充電階段時，時鐘信號φ將M1打開，將輸出電壓Vout充電達到最高水平，Vx的電壓達到VDD-Vm。另外由于晶體管體效應，頂端的NMOS網絡的開關閥值電壓相對應增加，從而達到了改善動態電路抗噪聲性能
的目的。
2.2 同步開關噪聲優化設計
由于深亞微米電路規模的不斷增大，電路系統的中門電路翻轉頻率逐漸提高，再加上電源電壓的降低，低電平電壓的開關噪聲突顯粗來，影響了數字電路的穩定性。同步開關噪聲主要由帶有大負載電容的I/O緩沖器開關和內部電路的開關這兩種開關引起地“跳動”。集成電路的高速高密度化發展使得與I/O輸出緩沖器相聯的電源和地上出現大量的噪聲。其次從內部電路開關噪聲來看，要提高同步開關的抗噪聲性能，首先需要減小電感，主要辦法是通過特殊的地線PAD，將其與襯底直接相離并且連接到地平面上；其次是減小恒定電流，通過恒流電壓轉換器利用鏡像電流源提供恒定的電流。
噪聲控制的結構方案主要有三種，一是采用局部倒相器數據總線結構，一般情況下，當所有總線同時開關時，理想情況下是一半是0一半是1，上拉下拉開關電流由旁路電容供給，從而使得較少的AC電流通過電源和地線上的電感，最終達到減小電壓跳動的目的。二是采用時鐘偏移化方案，其規則大致與動態電路相同，避免所有時鐘在同一時刻內開關，減小電壓跳動。
2.3 襯底噪聲加固設計
伴隨著硅器件技術的飛速發展，電路的整體構造和設計變得愈加復雜，在SOC中也已經實現了混合技術，并且將模擬數字集成在了統一襯底上。但隨著數字時鐘頻率的不斷上升，復雜性進一步提高，電路系統中工藝器件和單元面積的縮小，集成電路設計中的襯底噪聲問題的解決成為了設計中的難點和重點。I/O緩沖器開關以及內部羅繼電器的開關也是引起襯底噪聲的主要噪聲源，另外電離電流也是引起襯底噪聲的原因之一。襯底噪聲的優化方法主要有四種：一是保護環，保護環是指IC設計中防止襯底噪聲常用的方法，其工作原理是指在敏感器件周圍形成法拉第隔離，使得敏感器件受到保護，減少襯底噪聲對其造成的干擾；二是N阱溝，主要是指可用于噪聲電路和敏感電路之間，阻止襯底電流的襯底表面流動；三是較小電源跳動；四是平面布局的方法，在空間電路布局時充分考慮減小襯底噪聲的耦合效應。
綜上所述，隨著電路規模的逐漸擴大，現代CMOS電路的抗噪聲優化設計成為了當前電路設計的重點和關鍵。本文主要針對動態電路的抗噪聲性能以及同步開關噪聲優化設計和襯底噪聲加固設計做了詳細闡述，相信隨著電路技術的飛速發展，CMOS的抗噪聲優化設計會日漸完善。
參考文獻
[1]陳曦,莊奕琪,羅宏偉,胡凈,韓孝勇.深亞微米CMOS IC抗噪聲ESD保護電路的設計[J].微電子學,2003,05.
