第一章 概论new

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1、课程进度安排章节课时第一章概论3第二章集成电路工艺基础及版图6第三章MOS晶体管与电路设计基础6第四章CMOS电路与子系统9第五章半定制电路9第六章全定制电路3第七章可测试性设计4第八章集成电路的模拟与验证技术4共计44作业与考试课程成绩：作业，平时成绩和期末考试成绩期末闭卷考试2013/9/212/99参考书籍1)沈绪榜杜敏著.VLSI设计导论.高等教育出版社，1995.2)WayneWolf:ModernVLSIDesign:ASystemApproach.PrenticeHall,In

2、c.19963)JanM.Rabaey:DigitalIntegratedCircuits:ADesignPerspective.PrenticeHall,Inc.1996.4)Sung-MoKang,YusufLeblebici著.王志功窦建华译:CMOS数字集成电路——分析与设计(第三版).北京:电子工业出版社，2005.5)王志功，沈永朝编著.集成电路设计基础.北京：电子工业出版社，2004.6)L.A.格拉泽，D.W.多贝尔普尔编著.陈天鑫，张建人，李瑞伟等译。超大规模集成电路的设计与分

3、析。北京：科学出版社，1991.2013/9/213/99第一章概论1.1集成电路发展趋势1.1.1特征尺寸的发展1.1.2晶圆尺寸1.1.3铜导线1.1.4新型器件不断涌现1.1.5新材料新工艺的不断应用1.2VLSI设计涉及的主要问题1.2.1设计成本问题1.2.2设计正确性要求1.2.3VLSI设计的可测性问题1.2.4设计过程集成化1.3VLSI的基本设计方法1.3.1行为描述1.3.2结构描述1.3.3几何描述2013/9/214/991.1集成电路发展趋势集成电路(Integrat

4、edCircuit，IC)的发展是科技发展的重要标志，渗透了计算机、航空、通信、控制、消费、医学、农业和管理等各个领域。IC得以广泛应用的重要原因是在过去的几十年里集成电路的功能和复杂性成指数规律上升。2013/9/215/99表IC逻辑功能复杂的发展趋势年度19471950196119661971198019851990技术水发明晶分立器SSIMSILSIVLSI平体管件单个芯>1071000~20000~片上晶11<20100~1000>500000(一千20000500000体管数万)并

5、行平面器16位与处理件逻辑复杂逻辑、8位微处专用处结型晶32位微计算典型产门、独单元记数理器、理机、1体管、处理器、机、品立器件器、加法ROM、实用图二极管智能外高速等单元器等RAM象处理设图象逻辑处理集成电路的分类1)按照设计方法的不同可分为半定制和全定制，其中半定制电路又可分为可编程器件、门阵列、标准单元和FPGA。可编程逻辑(PLD,PLA)半门阵列定标准单元集制成FPGA电路全定制2)根据应用目的的不同，可分为通用电路和专用电路(ASIC)。其中通用电路的通用性强，使用量大，专用电路应

6、用范围窄，需求量小。2013/9/217/99Moore定理(Moore’sLaw)60年代美国科学家GordonMoore(Intel公司的三个创始人之一)提出集成电路的功能和复杂性随时间呈指数增长的规律。在其后的数十年中，集成电路的发展与Moore所预言的十分吻合。这要归功于相关领域技术的相应发展。工艺的进步、最小线宽或最小特征尺寸的变化：90年代1微米90~99年0.25/35微米，2000年0.18微米,2001年0.13微米,2010年25纳米芯片面积：90年100平方毫米，200

7、0年800平方毫米，IC的复杂程度，单个芯片晶体管个数：80年代2万~50万个晶体管VLSI/16位微处理器，2001年p44200万个晶体管，p32800万个晶体管，2004年P4E1亿个晶体管EDA设计方法的变化：设计者ICMoore定理(Moore’sLaw)(续)1965年Moore提出集成电路的功能和复杂性随时间呈指数增长的规律，即单个芯片的集成度每18到24个月(约一年半)增长一倍，称之为摩尔定理。TheOriginsofMoore'sLawMoore定理(续)单个芯片晶

8、体管数10108106104102101年1960197019801990200020102013/9/2110/99Moore定理(续)Moore'sLawforIntelCPUs2013/9/2111/99Moore'sLawforIntelCPUs(cont.)YearofproductionTransistors400419712,250800819722,500808019745,0008086197829,0002861982120,000386™processor1985275,0