集成电路设计流程与工程技术

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1、集成电路IC（integratedcircuit）是现代信息产业群的核心和基础，集成电路产业对国民经济、国家安全、人民生活和社会进步正在发挥着越来越重要的作用，因此发展我国集成电路产业对促进国民经济信息化的具有重要作用，也是信息产业发展的重中之重。集成电路设计业是集成电路产业中的一个重要环节，它是连接芯片制造和系统整机生产的纽带，是提升集成电路产品创新和整机功能的驱动器。在本章节中，首先介绍集成电路设计的发展现状及发展趋势，接着介绍现代集成电路设计业中所采用的主要设计方法。关键词发展趋势；正/逆向设计；工程技术（DRC、LVS）引言集成电路简称IC，是信息产业的核心和先导，被世界

2、各国列为国家战略工业之首。日本、韩国、台湾和今天中国大陆的经济起飞，无不是从IC工业开始。　　　目前，中国集成电路产业已经形成了IC设计、制造、封装测试三业及支撑配套业共同发展的较为完善的产业链格局,集成电路设计业是集成电路产业的源头，它是连接芯片制造和系统整机生产的纽带，是提升集成电路产品创新和整机功能的驱动器。因此发展我国集成电路产业是推动国民经济信息化的重要保证，也是信息产业发展的重中之重。1.1国内外IC的发展情况及发展趋势21图-1.1在全球IC设计产业分布区域来看，北美IC设计业者仍是大赢家，占全球市场规模的75%，中国台湾IC设计业者居次，占全球20%的比重，欧洲、

3、日本各占2%，中国大陆和加拿大分别有0.4%的比例(图-1.1)。21图-1.2从(图-1.2)可以看出我国IC产业规模很大，产量也很高，但是利润却很低。根本原因是我国不掌握高新技术产业的核心技术，没有自己的知识产权。产量越大，向外国缴的专利费、技术提成费也越多，中方只是获得微薄的劳务加工费。2004年全球IC设计公司收入前５强都是来自北美地区，依序是Qualcom、Broadcom、ATI、NVIDIA与SanDisk,前20大的中国台湾IC设计业者包括第七的联发科，第11名的威盛以及分局第12、13的凌阳和联咏。凌阳与联咏的营收入增幅分别为70.7%与68.6%，前20名种的

4、美国Zoran一营收增幅75%据首。如图-1.3所示。图-1.3目前，中国集成电路产业已经形成了IC设计、制造、封装测试三业及支撑配套业共同发展的较为完善的产业链格局，集成电路设计业是集成电路产业的源头，它是连接芯片制造业和系统整机生产的纽带，是提升集成电路产品创新和整机功能的驱动器。21图-1.4我国IC设计业经过初步发展，产品已经开始呈现多元化。近几年在全国IC设计业销售额中，IC卡芯片所占比重一直在20%左右。其应用领域涵盖了交通、通信、银行、信息管理、石油、劳动保障、身份识别、防伪等诸多方面。主要设计企业有大唐微电子、中国化大、上海华虹、清华同方、复旦微电子等，目前他们的

5、产品包括以8位MCU位基础的接触卡和非接触卡、32位CPU接触卡和非接触卡、RF模块及射频读写IC以及智能标签等芯片。我国IC设计业的历史是以政府为主导，企业数量急速扩张的道路。面对世界发达国家和地区及IC列强，我国集成电路设计业无论在技术水平，还是经济规模都显得极其弱小。目前，虽然国内的IC设计公司很多，但经验规模和设计力量偏弱，主要盈利方式还是靠政府采购和行业用户，大多数IC设计公司难逃被淘汰和兼并的命运；此外，IC设计人才短缺是困扰全球IT业界的大问题，在信息产业蓬勃发展的中国显得更加突出。目前国内IC设计人员约4000人，2008年以前国内IC设计人员需求量约250000

6、人。目前，美国SiliconValley，IC设计人员约4000000。我国IC设计行业发展任重而道远。1.2IC设计的两种模式集成电路设计是指根据电路功能和性能的要求，在正确悬着系统弄个配置、电路形式、器件结构、工艺方案和设计规则的情况下，尽量减小芯片面积，降低设计成本，缩短设计周期，以保证全局优化，设计出满足要求的基础电路。21自20世纪60年代中期集成电路产业在工业发达国家形成以来，为适应技术的发展和市场的需求，产业结构经历了三次大的变革，从三次变革中直接导致了集成电路设计业的形成。现在集成电路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

7、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。仿真和调试过程是在高层次完成，避免设计反复，减少了逻辑仿真的工作量设计过程反复较多，开发效率低，重复使用性差。“自上向下”与“自下向上”的设计1．自下而上（bottomup）设计方