第1章节_概论幻灯片.pptVIP

1.3 集成电路制造特点 电路系统设计 版图设计和优化 集成电路的加工制造 集成电路的封装 集成电路的测试和分析 1.3.1 电路系统设计 目的：根据指标要求构成集成电路系统 可利用成熟工具从头开始，也可以利用元件库中成熟单元拼接，后者是目前的SoC设计方法。 设计除满足电路要求外，还要符合电路工艺。 1.3.2 版图设计和优化 设计好的线路系统转化为具体的物理版图 目标是设计正确、芯片利用率高、电路成品率高、设计周期短、设计成本低 工艺技术推进设计方法的变更，4 代 70~80年代初，3~5 ?m工艺是主体技术 80年代中期， 1.5~3 ?m工艺阶段，半定制 80~90年代初， 0.6?m，可编程方法 90年代中期， 0.35 ?m工艺 ,集成系统设计方法 版图设计和优化 设计可分为正向和逆向两种。 正向即“自顶向下”，从高层综合或原理图开始，直至完成电路的掩模版图设计。 逆向即“由底向上”，从分析实际芯片着手，进行解剖分析，提取电路的逻辑和电路，从纵向结构中得到电路各元件的参数，然后按照原设计思路进行设计。 版图设计和优化 集成电路的设计分为全定制设计和半定制设计两种。 半定制设计是针对专用集成电路的。 全定制设计技术通常利用人机交互图形系统，由版图设计人员完成各个器件的版图设计、输入、和编辑，实现电路图到版图的转化。周期长，性能好，面积及功耗小，满足某些特殊要求。 1.3.3集成电路的加工制造 将设计好的版图，通过工艺加工最终形成集成电路芯片。在工艺线上完成。 国际上有很多集成电路专用加工线（又称代工线Foundry），它们专门完成将设计好的版图或电路逻辑图加工为IC芯片。 集成电路基本采用平面工艺。 其核心要点是在半导体材料的表面上生长一层氧化层，再采用光刻技术在SiO2氧化层上刻出窗口，利用氧化层对杂质的掩蔽特性，实现半导体中的选择性掺杂，形成所需要的器件，然后利用金属互连技术将所有的元器件按要求连接，完成集成电路的制作。 集成电路的加工制造 发展趋势：低温化处理，平面化加工，干法、低损伤刻蚀及低缺陷密度的控制。 隔离和多层互连是当今工艺技术的两大难题。随着集成电路特征线宽的不断缩小，电路的门延迟越来越小，而互连线的延迟却越来越大，在设计方面需要对布线进行优化，在工艺方面需要降低互连线的电阻率及线间和层间电介质的介电常数。 1.3.4 集成电路的封装 集成电路的后道工艺。包括晶片减薄、划片、芯片粘接、键合、封装、等主要工艺。 目的：使集成电路免受机械损伤和个界影响而长期可靠工作。 封装形式：TO金属封装、 TO塑料封装、SOT塑料封装、 双列直插塑胶封装（PDIP）、双列直插陶瓷封装（CDIP）、扁平封装(QFP)、栅状阵列（PGA）、球栅阵列（BGA）。 1.3.5 集成电路的测试和分析 中测：制造圆片阶段的测试。 成测：电路封装后的测试。 可测性设计：专门针对集成电路测试的技术，目的是通过测试码的生成和优化，或利用电路自身的特点，与在芯片中嵌入简单电路相结合，实现对复杂电路系统的测试。 集成电路制造的分工 过去是在一家完成上述道工序。 现已发生了产业专门化分工，形成集成电路产业链。 集成电路设计由设计人员完成（Desgin House,Fabless,IP核）。 制造由制造公司(Foundry)完成。 测试和封装也由专门公司完成。 资料 65纳米SRAM芯片的基本存储单元，白虚线区域的面积只有0.57平方微米。 65纳米工艺制造的70Mbit容量SRAM芯片，面积只有110平方毫米。 集成电路的完整制造流程 问 题 1 简述你所知道的中国微电子技术的发展现状. 2 简述摩尔定律的主要内容. 3 简述集成电路的主要技术特征. 4 集成电路按规模的划分方法. 5 谢 谢！ 摩尔定律（CPU的发展） Intel 8086 CPU 1978年 IBM PC的心脏 晶体管数：29000 摩尔定律（CPU的发展） Intel 80286 CPU 1982年 晶体管数：120000 时钟频率：10/12.5MHz 摩尔定律（CPU的发展） Intel 80386 CPU 分布时间：1985 工艺：HNMOS 晶体管数：27.5万 时钟频率：20～40MHz 摩尔定律（CPU的发展） Intel 80486 CPU 时间：1989 工艺：BiCMOS 晶体管数：118万 时钟频率：33～100Mhz 摩尔定律（CPU的发展） Intel Pentium CPU 分布日期： 1992年10月 工艺：0.8um BiCMOS 晶体管数：310万 时钟频率：66/60～120Mhz 摩尔定律（CPU的发展） Intel PentiumPro CPU 发布日期： 1995年11月 工艺：0.6/0.35u