第二讲--专用集成电路概念与设计流程

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1、第二讲专用集成电路概念及设计流程韩雁2012年2月专用集成电路(IC)概念通用集成电路:市场上能买得到的IC专用集成电路(ASIC)市场上买不到、需要自己设计实现的IC2浙大微电子半导体产业的主要产品分类分为四大类：05-07年全球半导体产品销售比例200520062007集成电路(IC,通用、专用)84.8％84.5％85.4％分立器件(Discrete)7.1％6.7％6.4％光电器件(Optoelectronic)6.1％6.6％6.3%传感器(Sensors)2.0％2.2％1.9％集成电路、

2、分立器件、光电器件、传感器3浙大微电子一、通用集成电路的四种产品形态微器件（MicroDevice）存储器（Memory）逻辑电路（Logic）模拟电路（Analog）4浙大微电子一、通用集成电路的四种产品形态1.微器件（MicroDevice）1.1微处理器（MPU）通用型、嵌入式型1.2微控制器（MCU）4、8、16、32位1.3数字信号处理器（DSP）通用型、嵌入式型2.存储器（Memory）3.逻辑电路（Logic）4.模拟电路（Analog）5浙大微电子微处理器（MPU）通用型微处理器PC机

3、或工作站、服务器等的CPU，具有高垄断、高技术、高利润、高风险等特征。嵌入式型微处理器嵌入式CPU的基础还是通用型CPU，本质上与通用CPU的区别不大。为迎合不同的应用，只保留与具体应用相关的功能，去除冗余的功能。6浙大微电子通用型微处理器高垄断：整个行业的PC市场基本被Intel、AMD两家所控制，Sun、IBM等少数公司只能分享工作站与服务器领域的一部分市场。高技术：通用CPU强烈追求功能的强大和频率的提高，对最先进的IC工艺需求十分迫切，高端CPU已进入45nm工艺制程。继续缩小加工尺寸将遇到漏

4、电流增大及互连线延时问题，因而转向通过改变体系框架发展多核CPU来达到目标。高利润：以Intel处理器为例，其产品享受着30~40%的高额利润，而像戴尔这样的计算机公司，却只有5％的利润。高风险：高技术意味着新的企业如果想进入这个行业，必然承受高风险这个代价。7浙大微电子嵌入式CPU嵌入式CPU主要用于消费类家电、汽车电子、工业设备等，是一个应用高度分散，不断创新的产业。与通用CPU领域的“独大”局面不同，嵌入式CPU呈现的是一个百家争鸣的形态。与通用型CPU主要使用x86或PowerPC两类核心架构

5、相比，嵌入式CPU常见的核心架构还包括MIPS、ARM、SuperH等。8浙大微电子一、通用集成电路的四种产品形态1.微器件（MicroDevice）1.1微处理器（MPU）通用型、嵌入式型1.2微控制器（MCU）4、8、16、32位1.3数字信号处理器（DSP）通用型、嵌入式型2.存储器（Memory）3.逻辑电路（Logic）4.模拟电路（Analog）9浙大微电子1.2微控制器（MCU）MCU是各种自动控制系统的核心，是最早的SoC，它将CPU、RAM、ROM、定时器、I/O接口和外围电路整合在

6、单一芯片上，形成系统级芯片。对系统的显示器、键盘、传感器等外围进行控制。市场的产品生命周期很长（汽车中3到10年，家电中5年）。运用的软件及操作系统也不太会更换，这些都有别于MPU市场。10浙大微电子4、8、16、32位元MCU市场出货量数据来源：In-Stat11浙大微电子一、通用集成电路的四种产品形态1.微器件（MicroDevice）1.1微处理器（MPU）通用型、嵌入式型1.2微控制器（MCU）4、8、16、32位1.3数字信号处理器（DSP）通用型、嵌入式型2.存储器（Memory）3.逻辑

7、电路（Logic）4.模拟电路（Analog）12浙大微电子数字信号处理器（DSP）与微处理器分类一样，DSP也分为通用DSP与嵌入式DSP两类。通用DSP的主要市场在于通信应用。嵌入式DSP则应用广泛，包括DVD播放机、机顶盒、音视频接收设备、MP3播放器、数码相机和汽车电子等。13浙大微电子一、通用集成电路的四种产品形态微器件（MicroDevice）1.1微处理器（MPU）1.2微控制器（MCU）1.3数字信号处理器（DSP）存储器（Memory）2.1DRAM2.2FLASH逻辑电路（Logi

8、c）模拟电路（Analog）14浙大微电子存储器（Memory）最为体现半导体先进制程和经营规模效应的产品是一种最通用的商品，价格对供求变化的敏感性非常高，波动幅度极大。资金需求大、工艺技术要求先进，产业变动起伏不易控制市场特点决定需要很大规模的制造和量产能力，是半导体产业中最不稳定的市场，是制造商和投资者眼中的高风险业务。存储器制造厂商经营压力沉重，但效益也是半导体产业中最高的。15浙大微电子DRAMDRAM存储器起源于Intel公司，后日本、韩国及中