專用集成電路設計實踐

前言

　　20世紀80年代，我們科研團隊在SUN工作站上設計集成電路時，大家在領略集成電路的神奇之余，希望能出版一套好的教材。后來陸續(xù)出版了《電子系統(tǒng)及專用集成電路CAD技術》和《電子系統(tǒng)集成設計技術》等，銷量還不錯。從2001年開始我們團隊的幾十人全力以赴于集成電路設計。2004年西安電子科技大學出版社希望我們結合科研能再出兩本集成電路設計方面的書，一本基礎，一本工程實踐?；蚩烧J為是托詞，我們說設計過100顆再寫吧，那時資料就更翔實了。2006年底西安電子科技大學出版社再約時，我們算算居然設計過100多顆IC，量產(chǎn)并見諸市場的也有70多顆了，隨身使用的手機、MP3和GPS便攜產(chǎn)品中竟然有近十顆是自己設計的，在欣慰的同時想到是時候總結成書了。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、春暖花開時終于完稿了。我們在釋然中又體會到寫書與IC設計一樣艱辛：設計資料是非常多了，但要用時又有很多不便，因為需要保密，而且電路規(guī)模都大到書中插圖無法放下，最后只能裁剪成很小的電路模塊，因而在工程上看無法保證電路和設計流程的完整和系統(tǒng)性，但作為教材和參考書，本書內容還是淺顯易懂、循序漸進、完備和系統(tǒng)的?！　”緯鴥热萁Y合了真正工程項目中的具體工程設計實例，所有電路例子都經(jīng)過研究生的上機驗證，所有EDA軟件工具的使用步驟均來源于本科研團隊的使用心得和平日積累，具有很強的實踐性和可操作性。而有關集成電路設計的一些基本知識，可參考西安電子科技大學出版社同時出版的《專用集成電路設計基礎教程》一書。將兩者有機結合，方可領悟集成電路的設計方法和技巧，將設計理念實現(xiàn)在芯片中。

內容概要

本書強調實踐性和可操作性，結合八個最常用集成電路設計實驗及最常用EDA工具的使用，循序漸進地介紹了集成電路設計的工程基礎和設計方法。  全書共分六章，分別為：緒論；集成電路工藝基礎；電路設計，包括觸發(fā)器、比較器、運算放大器、帶隙基準、振蕩器、LDO穩(wěn)壓器、D/A和A/D共八個電路設計實踐；EDA軟件的使用，包括Cadence、Hspice、Eproduct和Ｔanner Pro的使用；版圖設計。包括DRC、ERC、LVS、和LPE；ASIC測試技術概述，包括常用測試設備與儀器、芯片測試方法、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、電子科學與技術、測控技術與儀器、計算機技術以及自動化等專業(yè)高年級本科生或研究生的教材，也可供有關科技人員參考。尤其對集成電路設計領域的工程技術人員來說，本書是一本非常有益的參考書。　　本書若與西安電子科技大學出版社同時出版的《專用集成電路設計基礎教程》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　民展重點和關鍵技術　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　1.3　實踐的重要性　1.4　本書的特點第2章　集成電路工藝基礎　2.1　引言　　2.1.1　IC制造基本原理　　2.1.2　工藝類型簡介　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構　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工藝為基礎的BiCMOS工藝　　2.5.2　以雙極工藝為基礎的BiCMOS工藝　2.6　BCD集成電路的基本制造工藝　　2.6.1　BCD工藝的關鍵技術簡介　　2.6.2　BCD工藝的發(fā)展趨勢　2.7　鍺硅器件及基外延工藝簡介第3章　電路設計　3.1　觸發(fā)器的設計　　3.1.1　觸發(fā)器的原理　　3.1.2　觸發(fā)器的指標　　3.1.3　常見觸發(fā)器結構　實踐一　觸發(fā)器設計實例　3.2　比較器設計　　3.2.1　比較器的原理　　3.2.2　比較器的指標　　3.2.3　常見比較器的結構　實踐二　比較器的電路設計　3.3　運算放大器設計、　　3.3.1　運算放大器的基本原理　　3.3.2　運算放大器的性能指標及重要參數(shù)　　3.3.3　常見運算放大器的結構　實踐三　運算放大器電路設計　3.4　帶隙基準設計　　3.4.1　帶隙基準的原理　　3.4.2　帶隙基準的指標　　3.4.3　常見帶隙基準的結構　實踐四　帶隙基準電路設計　3.5　振蕩器設計　　3.5.1　振蕩器的原理　　3.5.2　振蕩器的指標　　3.5.3　常見振蕩器的結構　實踐五　振蕩器電路設計　3.6　LDO穩(wěn)壓器設計　　3.6.1　LDO穩(wěn)壓器的原理　　3.6.2　LDO穩(wěn)壓器的結構　　3.6.3　常見LDO穩(wěn)壓器的結構　實踐六　LDO穩(wěn)壓器的電路設計　3.7　D/A轉換器的設計　　3.7.1　D/A轉換器的原理　　3.7.2　D/A轉換器的指標　　3.7.3　常見D/A轉換器的結構　實踐七　D/A轉換器的電路設計　3.8　A/D轉換器的設計　　3.8.1　A/D轉換器的原理　　3.8.2　A/D轉換器的指標　　3.8.3　常見A/D轉換器的結構　實踐八　A/D轉換器的電路設計第4章　EDA軟件的使用第5章　版圖設計第6章　ASIC測試技術概述參考文獻

章節(jié)摘錄

　　近期美國工程技術界評出了20世紀世界最偉大的20項工程技術成就。對于其中的第五項電子技術是這樣評價的：“從真空管到半導體，集成電路已成為當代各行各業(yè)工作的基石?！奔呻娐肥亲钅荏w現(xiàn)知識經(jīng)濟特征的典型產(chǎn)品之一。這是由其本質所決定的：社會信息化的程度取決于對信息的掌握、處理能力和應用程度，而集成電路正是集信息處理、存儲、傳輸于一個小小的芯片中。當前微電子技術的發(fā)展已進入集成系統(tǒng)芯片(soc)的時代，可將整個系統(tǒng)或子系統(tǒng)集成在一個硅芯片上。經(jīng)過進一步發(fā)展，它可以將各種物理的、化學的、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、傳輸?shù)綀?zhí)行的系統(tǒng)功能，這是一個更廣義的集成系統(tǒng)芯片，可以認為這是微電子技術的又一次革命性變革。　　目前，以集成電路為核心的電子信息產(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)，成為改造和拉動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)邁向數(shù)字時代的強大引擎和雄厚基石。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)的世界貿易總額約占世界GDP的3%?，F(xiàn)代經(jīng)濟發(fā)展的數(shù)據(jù)表明，每1-2元的集成電路產(chǎn)值，帶動了10元左右電子工業(yè)產(chǎn)值的形成，進而帶動了100元GDP的增長。目前，發(fā)達國家國民經(jīng)濟總產(chǎn)值增長部分的65%與集成電路相關；美國國防預算中的電子產(chǎn)業(yè)含量已占據(jù)了半壁江山。預計未來10年內，世界集成電路的銷售額將以年平均15%的速度增長，2010年將達到6000-8000億美元，它將支持6萬億到8萬億美元的電子裝備和30萬億美元的電子信息服務業(yè)，這相當于1997年全世界GDP的總和。21世紀的未來經(jīng)濟是信息經(jīng)濟，作為當今世界經(jīng)濟競爭的焦點，擁有自主版權的集成電路已日益成為經(jīng)濟發(fā)展的命脈、社會進步的基礎、國際競爭的籌碼和國家安全的保障。因此，加速集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，就能促進國民經(jīng)濟的高速發(fā)展。

圖書封面

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