《集成电路概述》word版

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1、集成电路的重要性信息化基础的十项关键技术微电子技术;软件技术;计算机技术;通信技术;信息网络技术;多媒体技术;虚拟现实技术;信息安全技术;数字技术与数字化生活;生物电子技术知识经济的支柱产业—微电子产业和科学技术对我国以及世界经济都有着举足轻重的作用，成为一个国家综合国力的重要标志之一。微电子芯片和软件是信息产业的基础和核心。原始硅材料经过人们的设计和一系列特定的工艺技术加工创造，将体现信息采集、加工、运算、传输、存储和随动执行功能的信息系统集成并固化在硅芯片上，成为信息化的基础，一芯千金。现代经济发展的数据表明，GNP每增长100需要10元左右电子信息工业产值和1元集成电路产值的支持。以单位

2、质量钢筋对GNP的贡献为1计算，则小汽车为5，彩电为30，计算机为1000，而集成电路的贡献率则高达2000。微电子技术和产业成为世界各国综合国际竞争力的标志之一。目前,以集成电路为核心的电子信息产业超过了以汽车、石油、钢铁为代表的传统工业成为第一大产业,成为改造和拉动传统产业迈向数字时代的强大引擎和雄厚基石。1999年全球集成电路的销售额为1250亿美元,而以集成电路为核心的电子信息产业的世界贸易总额约占世界GNP的3%,现代经济发展的数据表明,每l~2元的集成电路产值,带动了10元左右电子工业产值的形成,进而带动了100元GDP的增长。目前,发达国家国民经济总产值增长部分的65%与集成电路

3、相关；美国国防预算中的电子含量已占据了半壁江山(2001年为43.6%)。预计未来10年内,世界集成电路销售额将以年平均15%的速度增长,2010年将达到6000~8000亿美元。作为当今世界经济竞争的焦点,拥有自主版权的集成电路已日益成为经济发展的命脉、社会进步的基础、国际竞争的筹码和国家安全的保障。集成电路的发展1946第一台通用计算机-电子数字集成计算器ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorandCalculator)18,000个真空电子管;1947贝尔实验室锗NPN晶体管。1952年提出了集成电路的设想。1958年发明了第一块集成电路，12个元件，锗半

4、导体。GordonMoore:Intel的创立者。预言：每个芯片晶体管的数目以指数形式增加，每18个月翻一番。自从1958年集成电路诞生以来，经历了：集成电路工艺的发展特点特征尺寸越来越小（经历了3、1、0.8、0.5、0.35微米的发展，目前达到了0.18微米的水平，而当前国际水平为0.09微米）；芯片尺寸越来越大；单片上的晶体管数目越来越多；时钟频率越来越快；电源电压越来越低；布线层数越来越多；IO引脚越来越多；集成电路的发展方向开发超高速的集成电路；超高集成度电路；低功耗集成电路；专用集成电路；SoC是国际超大规模集成电路的发展趋势和新世纪集成电路的主流SOC的三大支持技术★软硬件协同设

5、计•面向各种系统的功能划分理论：计算机、通讯等★IP技术•软IP核：行为描述•固IP核：门级描述•硬IP核：以基于深亚微米的新器件模型和电路模拟基础上、在速度与功耗上经过优化并有最大工艺容差的模块最有价值8★模块界面间的综合分析技术•IP模块间的胶联逻辑技术(gluelogic)•IP模块综合分析及其实现技术集成电路的设计CMOS技术的特点：速度：双极型>nMOS>CMOS电路功耗：双极型>nMOS>CMOS电路集成度：双极型

6、大：Vol=Vdd,Vol=0；c)噪声容限大；d)功耗小。几种集成电路的设计方式★全定制设计：定义：一种基于晶体管级的设计方法。设计师要定义芯片上所有晶体管的几何图形和工艺规则，最后将设计结果交由集成电路厂家去进行掩膜制造，做出产品。特点：设计人员可以从晶体管的版图尺寸、位置和互连线开始设计，以达到芯片面积利用率高、速度快、功耗低的最优性能的芯片，但这种设计周期长、成本高，适用于要求性能高或批量很大的芯片。★半定制设计：半定制设计又可分为门阵列设计、标准单元设计、可编程逻辑器件设计。都是约束性的设计方法，其主要目的就是简化设计，以牺牲芯片性能为代价来缩短开发时间★门阵列设计又称“母片”(Ma

7、sterSlice)法，是早期开发并得到广泛应用的ASIC技术，母片是IC工厂按规格事先生产的芯片，内部包括集中基本逻辑门、触发器等，芯片中留有一定的连线区。用户可以根据所需要的功能设计电路，确定连线方式，然后再交厂家布线。这种设计方法过程简单、周期短、成本低，但门利用率低、面积大，不利于设计高性能的芯片。★标准单元法库单元法，是厂家将预先配置好、经过测试，具有一定功能的逻辑块，作为标准单元储存在