硅谷占领了芯片设计金字塔的顶尖——详解芯片设计流程.doc

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1、硅谷占领了芯片设计金字塔的顶尖——详解芯片设计流程　　一个比指甲盖还小的封装起来的黑色小硅片，却是一切电子设备的核心，包括高铁、飞机、电视机、手机的核心。　　今天的硅谷占领了芯片设计金字塔的顶尖　　上世纪八十年代的硅谷，拥有很多半导体生产线。硅谷也以此从一个葡萄园为主的干旱山谷转变为以“硅”工业为核心的高科技基地。到了九十年代，这些生产线逐渐移到了美国偏远地区、亚太地区，台湾、韩国、新加坡就是在这个时期建立了很多生产线，集成电路开始发展起来。　　硅谷占领了芯片设计金字塔的顶尖——详解芯片设计流程　　一个比指甲盖还小的封装起来的黑色小

2、硅片，却是一切电子设备的核心，包括高铁、飞机、电视机、手机的核心。　　今天的硅谷占领了芯片设计金字塔的顶尖　　上世纪八十年代的硅谷，拥有很多半导体生产线。硅谷也以此从一个葡萄园为主的干旱山谷转变为以“硅”工业为核心的高科技基地。到了九十年代，这些生产线逐渐移到了美国偏远地区、亚太地区，台湾、韩国、新加坡就是在这个时期建立了很多生产线，集成电路开始发展起来。　　硅谷占领了芯片设计金字塔的顶尖——详解芯片设计流程　　一个比指甲盖还小的封装起来的黑色小硅片，却是一切电子设备的核心，包括高铁、飞机、电视机、手机的核心。　　今天的硅谷占领了芯

3、片设计金字塔的顶尖　　上世纪八十年代的硅谷，拥有很多半导体生产线。硅谷也以此从一个葡萄园为主的干旱山谷转变为以“硅”工业为核心的高科技基地。到了九十年代，这些生产线逐渐移到了美国偏远地区、亚太地区，台湾、韩国、新加坡就是在这个时期建立了很多生产线，集成电路开始发展起来。　　硅谷占领了芯片设计金字塔的顶尖——详解芯片设计流程　　一个比指甲盖还小的封装起来的黑色小硅片，却是一切电子设备的核心，包括高铁、飞机、电视机、手机的核心。　　今天的硅谷占领了芯片设计金字塔的顶尖　　上世纪八十年代的硅谷，拥有很多半导体生产线。硅谷也以此从一个葡萄园

4、为主的干旱山谷转变为以“硅”工业为核心的高科技基地。到了九十年代，这些生产线逐渐移到了美国偏远地区、亚太地区，台湾、韩国、新加坡就是在这个时期建立了很多生产线，集成电路开始发展起来。　　　　但是今天的硅谷，已经基本上没有生产线，而是以设计公司和软件公司为主流。例如，全球GPU领军企业（英伟达）、全球最大的可编程器件公司XILINX（赛灵思）、通信芯片公司Broadcom（博通），都是没有生产线、纯粹靠智慧设计在领导全球某个产业方向。　　芯片设计难在哪里　　　　有专家打过一个比喻：把芯片拿到一般的显微镜下看，就像是一张上海市地图；拿到

5、更高级的电子显微镜下看，就能看到每家每户的窗户、阳台，一扇扇门，一条条马路；大家平常说的28纳米、15纳米，就是这个城市建筑的最小尺寸。集成电路设计，就好像设计一座“新上海城”，马路是7层甚至8、9层立交的；建筑物有几百万座；拥有几千万人口，几亿扇门窗不断开关；所有建筑物的门窗一秒钟要开关上亿次，而且不能够有一扇门窗的开关不准确。　　“在这张超级地图上，每个房间都要供电、供水，一两个房间水压不够就可能造成电路计算不准确，你的飞机就可能掉下来，这就是失败的芯片。”集成电路芯片在设计环节出现任何一个小缺陷，就必须重来。重新设计又需要至少

6、1年时间，几千万元的投入。“所以集成电路设计需要从软件到硬件的高超的设计、指挥、风险控制能力。”　　目前，国内的集成电路产业设计、制造、封装三业并举，制造可以去代工，封装测试与美国的差距也不是很大。差距最大的地方在于设计，现在国内芯片设计主要还是依赖国外。　　芯片设计主要方法　　芯片设计方法从大的方面可以分为两大类：正向设计和逆向设计(逆向工程)。　　正向设计　　正向设计即根据产品确定的指标和要求，从电路原理或系统原理出发，通过查阅相关规定和标准，利用已有知识和能力来设计模块和电路，最后得到集成电路物理实现所需要的几何图形。一般认为

7、正向设计具体包含了以下三种基本的设计方法：自下而上（bottomup）即结构设计方法，自上而下（top-down）设计方法和并行设计方法。　　　　自下而上设计方法　　自下而上的设计方法是集成电路系统的基本设计方法，其基本思想是将复杂的系统逐层进行功能块划分和描述功能块的拓扑连接，直到用底层模块或部件来描述，当完成底层模块或部件的描述后，自下而上进行层次扩展和层次功能的仿真验证，从而完成整个系统的功能设计和验证。最后根据底层模块或部件的几何图形和拓扑关系完成布图设计和验证。　　虽然采用自下而上设计的系统结构清晰明了，但作为传统的系统硬

8、件设计方法，在系统设计的早期就将系统人为地分为硬件和软件两部分，软件的开发受到硬件的严格限制，软件的设计和调试常常要在硬件设计完成之后。这种设计方法的一些缺点也是很明显，如要求设计者具有丰富的设计经验，设计过程反复较多，开发效率低，可