專用集成電路設(shè)計(jì)實(shí)踐

前言

　　20世紀(jì)80年代，我們科研團(tuán)隊(duì)在SUN工作站上設(shè)計(jì)集成電路時(shí)，大家在領(lǐng)略集成電路的神奇之余，希望能出版一套好的教材。后來(lái)陸續(xù)出版了《電子系統(tǒng)及專用集成電路CAD技術(shù)》和《電子系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)技術(shù)》等，銷量還不錯(cuò)。從2001年開始我們團(tuán)隊(duì)的幾十人全力以赴于集成電路設(shè)計(jì)。2004年西安電子科技大學(xué)出版社希望我們結(jié)合科研能再出兩本集成電路設(shè)計(jì)方面的書，一本基礎(chǔ)，一本工程實(shí)踐?；蚩烧J(rèn)為是托詞，我們說設(shè)計(jì)過100顆再寫吧，那時(shí)資料就更翔實(shí)了。2006年底西安電子科技大學(xué)出版社再約時(shí)，我們算算居然設(shè)計(jì)過100多顆IC，量產(chǎn)并見諸市場(chǎng)的也有70多顆了，隨身使用的手機(jī)、MP3和GPS便攜產(chǎn)品中竟然有近十顆是自己設(shè)計(jì)的，在欣慰的同時(shí)想到是時(shí)候總結(jié)成書了。經(jīng)過一年多筆耕不輟，群策群力，從旭日東升到日薄西山，從華燈初上到夜深人靜，在窗外鶯歌燕舞、春暖花開時(shí)終于完稿了。我們?cè)卺屓恢杏煮w會(huì)到寫書與IC設(shè)計(jì)一樣艱辛：設(shè)計(jì)資料是非常多了，但要用時(shí)又有很多不便，因?yàn)樾枰Ｃ?，而且電路?guī)模都大到書中插圖無(wú)法放下，最后只能裁剪成很小的電路模塊，因而在工程上看無(wú)法保證電路和設(shè)計(jì)流程的完整和系統(tǒng)性，但作為教材和參考書，本書內(nèi)容還是淺顯易懂、循序漸進(jìn)、完備和系統(tǒng)的?！　”緯鴥?nèi)容結(jié)合了真正工程項(xiàng)目中的具體工程設(shè)計(jì)實(shí)例，所有電路例子都經(jīng)過研究生的上機(jī)驗(yàn)證，所有EDA軟件工具的使用步驟均來(lái)源于本科研團(tuán)隊(duì)的使用心得和平日積累，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和可操作性。而有關(guān)集成電路設(shè)計(jì)的一些基本知識(shí)，可參考西安電子科技大學(xué)出版社同時(shí)出版的《專用集成電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程》一書。將兩者有機(jī)結(jié)合，方可領(lǐng)悟集成電路的設(shè)計(jì)方法和技巧，將設(shè)計(jì)理念實(shí)現(xiàn)在芯片中。

內(nèi)容概要

本書強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性和可操作性，結(jié)合八個(gè)最常用集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)及最常用EDA工具的使用，循序漸進(jìn)地介紹了集成電路設(shè)計(jì)的工程基礎(chǔ)和設(shè)計(jì)方法。  全書共分六章，分別為：緒論；集成電路工藝基礎(chǔ)；電路設(shè)計(jì)，包括觸發(fā)器、比較器、運(yùn)算放大器、帶隙基準(zhǔn)、振蕩器、LDO穩(wěn)壓器、D/A和A/D共八個(gè)電路設(shè)計(jì)實(shí)踐；EDA軟件的使用，包括Cadence、Hspice、Eproduct和Ｔanner Pro的使用；版圖設(shè)計(jì)。包括DRC、ERC、LVS、和LPE；ASIC測(cè)試技術(shù)概述，包括常用測(cè)試設(shè)備與儀器、芯片測(cè)試方法、芯片Debug方法等。  本書可作為高等院校通信工程、電子信息工程、電子科學(xué)與技術(shù)、測(cè)控技術(shù)與儀器、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及自動(dòng)化等專業(yè)高年級(jí)本科生或研究生的教材，也可供有關(guān)科技人員參考。尤其對(duì)集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員來(lái)說，本書是一本非常有益的參考書?！　”緯襞c西安電子科技大學(xué)出版社同時(shí)出版的《專用集成電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程》一書配套使作，效果更好。

書籍目錄

第1章　緒論　1.1　集成電路的發(fā)展歷史　　1.1.1　重大的技術(shù)突破　　1.1.2　集成電路的分類　　1.1.3　集成電路的發(fā)展歷史　　1.1.4　集成電路的展望　　　1.1.5　民展重點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)　1.2　專用集成電路的發(fā)展歷史　　1.2.1　專用集成電路的概念及發(fā)展概況　　1.2.2　專用集成電路的分類　　1.2.3　專用集成電路的優(yōu)點(diǎn)　1.3　實(shí)踐的重要性　1.4　本書的特點(diǎn)第2章　集成電路工藝基礎(chǔ)　2.1　引言　　2.1.1　IC制造基本原理　　2.1.2　工藝類型簡(jiǎn)介　2.2　集成電路制造工藝概述　　2.2.1　氧化工藝　　2.2.2　摻雜工藝　　2.2.3　光刻工藝　　2.2.4　外延工藝　　2.2.5　金屬化工藝　　2.2.6　制版工藝　2.3　雙極集成電路的基本制造工藝　　2.3.1　典型的雙極集成電路工藝　　2.3.2　雙極集成電路中元件的形成過程和元件結(jié)構(gòu)　2.4　CMOS集成電路的基本制造工藝　　2.4.1　MOS集成電路的基本制造工藝　　2.4.2　CMOS集成電路工藝　2.5　BiCMOS集成電路的基本制造工藝　　2.5.1　以CMOS工藝為基礎(chǔ)的BiCMOS工藝　　2.5.2　以雙極工藝為基礎(chǔ)的BiCMOS工藝　2.6　BCD集成電路的基本制造工藝　　2.6.1　BCD工藝的關(guān)鍵技術(shù)簡(jiǎn)介　　2.6.2　BCD工藝的發(fā)展趨勢(shì)　2.7　鍺硅器件及基外延工藝簡(jiǎn)介第3章　電路設(shè)計(jì)　3.1　觸發(fā)器的設(shè)計(jì)　　3.1.1　觸發(fā)器的原理　　3.1.2　觸發(fā)器的指標(biāo)　　3.1.3　常見觸發(fā)器結(jié)構(gòu)　實(shí)踐一　觸發(fā)器設(shè)計(jì)實(shí)例　3.2　比較器設(shè)計(jì)　　3.2.1　比較器的原理　　3.2.2　比較器的指標(biāo)　　3.2.3　常見比較器的結(jié)構(gòu)　實(shí)踐二　比較器的電路設(shè)計(jì)　3.3　運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)、　　3.3.1　運(yùn)算放大器的基本原理　　3.3.2　運(yùn)算放大器的性能指標(biāo)及重要參數(shù)　　3.3.3　常見運(yùn)算放大器的結(jié)構(gòu)　實(shí)踐三　運(yùn)算放大器電路設(shè)計(jì)　3.4　帶隙基準(zhǔn)設(shè)計(jì)　　3.4.1　帶隙基準(zhǔn)的原理　　3.4.2　帶隙基準(zhǔn)的指標(biāo)　　3.4.3　常見帶隙基準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)　實(shí)踐四　帶隙基準(zhǔn)電路設(shè)計(jì)　3.5　振蕩器設(shè)計(jì)　　3.5.1　振蕩器的原理　　3.5.2　振蕩器的指標(biāo)　　3.5.3　常見振蕩器的結(jié)構(gòu)　實(shí)踐五　振蕩器電路設(shè)計(jì)　3.6　LDO穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)　　3.6.1　LDO穩(wěn)壓器的原理　　3.6.2　LDO穩(wěn)壓器的結(jié)構(gòu)　　3.6.3　常見LDO穩(wěn)壓器的結(jié)構(gòu)　實(shí)踐六　LDO穩(wěn)壓器的電路設(shè)計(jì)　3.7　D/A轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)　　3.7.1　D/A轉(zhuǎn)換器的原理　　3.7.2　D/A轉(zhuǎn)換器的指標(biāo)　　3.7.3　常見D/A轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)　實(shí)踐七　D/A轉(zhuǎn)換器的電路設(shè)計(jì)　3.8　A/D轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)　　3.8.1　A/D轉(zhuǎn)換器的原理　　3.8.2　A/D轉(zhuǎn)換器的指標(biāo)　　3.8.3　常見A/D轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)　實(shí)踐八　A/D轉(zhuǎn)換器的電路設(shè)計(jì)第4章　EDA軟件的使用第5章　版圖設(shè)計(jì)第6章　ASIC測(cè)試技術(shù)概述參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　近期美國(guó)工程技術(shù)界評(píng)出了20世紀(jì)世界最偉大的20項(xiàng)工程技術(shù)成就。對(duì)于其中的第五項(xiàng)電子技術(shù)是這樣評(píng)價(jià)的：“從真空管到半導(dǎo)體，集成電路已成為當(dāng)代各行各業(yè)工作的基石?！奔呻娐肥亲钅荏w現(xiàn)知識(shí)經(jīng)濟(jì)特征的典型產(chǎn)品之一。這是由其本質(zhì)所決定的：社會(huì)信息化的程度取決于對(duì)信息的掌握、處理能力和應(yīng)用程度，而集成電路正是集信息處理、存儲(chǔ)、傳輸于一個(gè)小小的芯片中。當(dāng)前微電子技術(shù)的發(fā)展已進(jìn)入集成系統(tǒng)芯片(soc)的時(shí)代，可將整個(gè)系統(tǒng)或子系統(tǒng)集成在一個(gè)硅芯片上。經(jīng)過進(jìn)一步發(fā)展，它可以將各種物理的、化學(xué)的、生物的敏感器（執(zhí)行信息獲取功能）和執(zhí)行器與信息處理系統(tǒng)集成在一起，從而完成從信息獲取、處理、存儲(chǔ)、傳輸?shù)綀?zhí)行的系統(tǒng)功能，這是一個(gè)更廣義的集成系統(tǒng)芯片，可以認(rèn)為這是微電子技術(shù)的又一次革命性變革?！　∧壳埃约呻娐窞楹诵牡碾娮有畔a(chǎn)業(yè)超過了以汽車、石油、鋼鐵為代表的傳統(tǒng)工業(yè)而成為第一大產(chǎn)業(yè)，成為改造和拉動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)邁向數(shù)字時(shí)代的強(qiáng)大引擎和雄厚基石。1999年全球集成電路的銷售額為1250億美元，而以集成電路為核心的電子信息產(chǎn)業(yè)的世界貿(mào)易總額約占世界GDP的3%?，F(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的數(shù)據(jù)表明，每1-2元的集成電路產(chǎn)值，帶動(dòng)了10元左右電子工業(yè)產(chǎn)值的形成，進(jìn)而帶動(dòng)了100元GDP的增長(zhǎng)。目前，發(fā)達(dá)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值增長(zhǎng)部分的65%與集成電路相關(guān)；美國(guó)國(guó)防預(yù)算中的電子產(chǎn)業(yè)含量已占據(jù)了半壁江山。預(yù)計(jì)未來(lái)10年內(nèi)，世界集成電路的銷售額將以年平均15%的速度增長(zhǎng)，2010年將達(dá)到6000-8000億美元，它將支持6萬(wàn)億到8萬(wàn)億美元的電子裝備和30萬(wàn)億美元的電子信息服務(wù)業(yè)，這相當(dāng)于1997年全世界GDP的總和。21世紀(jì)的未來(lái)經(jīng)濟(jì)是信息經(jīng)濟(jì)，作為當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，擁有自主版權(quán)的集成電路已日益成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈、社會(huì)進(jìn)步的基礎(chǔ)、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的籌碼和國(guó)家安全的保障。因此，加速集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，就能促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展。

圖書封面

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