2013年集成电路设计大赛作品报告(一等奖)

2013年“华大九天杯”大学生集成电路设计大赛

作品报告

独创性声明

本人声明所呈交的报告及芯片设计是本组成员在指导教师指导下进行的工作成果。尽本组人员所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人设计或发表的设计成果，也不包含为获得第三届“华大九天杯”大学生集成电路设计大赛奖励而使用过的材料。

签名：日期：

关于报告使用授权的说明

本人完全了解第三届“华大九天杯”大学生集成电路设计大赛组委会有关保留、使用设计报告的规定，即：大赛组委会有权保留送交报告的复印件，允许报告被查阅和借阅；大赛组委会可以公布报告的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存设计报告。

签名：指导导师签名：日期：

*独创性声明属提交作品一部分，默认承认上述内容，纸质版申明将于总决赛正式提交。*

参赛组别ID：B0078

参赛学校：天津理工大学

参赛队员姓名：刘志远张春柳鲁强

设计作品整体说明

本参赛组作品为PLL锁相环，锁相环主要由四个部分构成：PFD，CP，LF，VCO，如下图，经过仿真，锁相环的频率可以工作在25~100MHz，控制电压3.3v，锁定时间8us左右。

原理图设计说明，电路图，仿真波形截图

根据各个模块的功能设计原理图，完成功能性仿真并不断调整

1、PFD

PFD主要完成将参考信号和VCO产生的反馈信号的频率和相位进行对比，产生DOWN和UP信号以控制电荷泵。

原理图：

由于PFD为数字器件，所有MOS器件均采用如下参数：W=0.7 L=0.35 Finger=1 仿真波形图：

输入波形相位相同时UP和DOWN输出相同的脉宽：

Ref超前时UP脉宽比DOWN宽，电荷泵充电：

Ref滞后时，UP脉宽比DOWN窄，电荷泵放电：

2、电荷泵：

作用：电荷泵通过PFD的UP和DOWN信号，对后级的电容进行充放电，电容上的电压会控制VCO产生不同的频率。

原理图：

仿真图：

可以看到，充放电电流大约400uA。

3、环路滤波器

作用：电荷泵对电容进行充放电时，再点容上产生的电压会有高频噪声，环路滤波器能滤掉这些高频噪声，使锁相环工作更加稳定。

电路图：

4、VCO

作用：VCO是PLL中最重要的部分，他的输出频率由VCTL控制，这里我们使用cmos环形压控振荡器，核心部分是使用奇数个相同的延迟单元做成一个环形振荡器，改变延迟单元的延迟时间便可以控制最后的频率输出，而延迟时间又可以通过改变电路的时间常数或者充放电电流来实现。

原理图：

这里采用了5级延时单元，后面增加了波形整形电路，使输出波形为方波。仿真图：

图为电压从1到2v变化时，输出波形的变化

经过多次实验，可得到频率与控制电压的关系图：

Kvco大约为100M。

5、系统整体仿真：

电路原理图：

仿真结果：

知，电压在波动中趋于稳定，频率也将稳定，下图是锁定后放大的波形：

可以看到，相位差很想大约为1nS。

版图设计说明，截图

1、PFD

PFD结构上下对称，所以版图也采用了对称的结构，这样可以将电源VCC绕成一个环，起到类似与guardring的作用：

放大图：

2、CP

CP为模拟器件，电容电压，充电电流等容易受外界电磁干扰等影响，所以加入Guardring做保护：

3、LF

环路滤波器由电容电阻组成，电容所占面积较大，所以把他放置在电路外侧：

4、VCO：

VCO结构有周期性，所以进行周期性排列，同样，VCO也需要Guardring的保护：

5、版图整体：

版图面积：931um*843um（包含sealring）

版图验证说明，DRC/LVS 报告等

1、DRC检验

采用csmc的drc.rule进行检验，结果没有错误。

2、LVS

LVS检查包含IO，所以Include IO.cdl，结果通过了检查：

设计过程总结

在一开始我们就将整个工程分为三部分：PFD、VCO、CP，有三个人分别攻克，首先解决的问题就是软件上手的问题，通过设计一个反向器，我们开始学会使用Aether，然后经过不断的使用，对软件越来越熟悉。了解了PLL的工作原理，就着手研究设计最基本功能的模块，然后不断加强，通过无数次的仿真、修改，获得最优的电路原理图之后，就开始画版图，一开始版图出的错误非常多非常杂，但是经过认真的学习研究，我们一步步克服了问题，获得了今天的成果。

数字集成电路设计_笔记归纳..

第三章、器件 一、超深亚微米工艺条件下MOS 管主要二阶效应： 1、速度饱和效应：主要出现在短沟道NMOS 管，PMOS 速度饱和效应不显著。主要原因是 TH G S V V -太大。在沟道电场强度不高时载流子速度正比于电场强度（μξν=） ，即载流子迁移率是常数。但在电场强度很高时载流子的速度将由于散射效应而趋于饱和，不再随电场 强度的增加而线性增加。此时近似表达式为：μξυ=（c ξξ<），c s a t μξυυ==（c ξξ≥） ，出现饱和速度时的漏源电压D SAT V 是一个常数。线性区的电流公式不变，但一旦达到DSAT V ，电流即可饱和，此时DS I 与GS V 成线性关系（不再是低压时的平方关系）。 2、Latch-up 效应：由于单阱工艺的NPNP 结构，可能会出现VDD 到VSS 的短路大电流。 正反馈机制：PNP 微正向导通，射集电流反馈入NPN 的基极，电流放大后又反馈到PNP 的基极，再次放大加剧导通。 克服的方法：1、减少阱/衬底的寄生电阻，从而减少馈入基极的电流，于是削弱了正反馈。 2、保护环。 3、短沟道效应：在沟道较长时，沟道耗尽区主要来自MOS 场效应，而当沟道较短时，漏衬结（反偏）、源衬结的耗尽区将不可忽略，即栅下的一部分区域已被耗尽，只需要一个较小的阈值电压就足以引起强反型。所以短沟时VT 随L 的减小而减小。 此外，提高漏源电压可以得到类似的效应，短沟时VT 随VDS 增加而减小，因为这增加了反偏漏衬结耗尽区的宽度。这一效应被称为漏端感应源端势垒降低。

4、漏端感应源端势垒降低（DIBL）： VDS增加会使源端势垒下降，沟道长度缩短会使源端势垒下降。VDS很大时反偏漏衬结击穿，漏源穿通，将不受栅压控制。 5、亚阈值效应（弱反型导通）：当电压低于阈值电压时MOS管已部分导通。不存在导电沟道时源（n+）体（p）漏（n+）三端实际上形成了一个寄生的双极性晶体管。一般希望该效应越小越好，尤其在依靠电荷在电容上存储的动态电路，因为其工作会受亚阈值漏电的严重影响。 绝缘体上硅（SOI） 6、沟长调制：长沟器件：沟道夹断饱和；短沟器件：载流子速度饱和。 7、热载流子效应：由于器件发展过程中，电压降低的幅度不及器件尺寸，导致电场强度提高，使得电子速度增加。漏端强电场一方面引起高能热电子与晶格碰撞产生电子空穴对，从而形成衬底电流，另一方面使电子隧穿到栅氧中，形成栅电流并改变阈值电压。 影响：1、使器件参数变差，引起长期的可靠性问题，可能导致器件失效。2、衬底电流会引入噪声、Latch-up、和动态节点漏电。 解决：LDD（轻掺杂漏）：在漏源区和沟道间加一段电阻率较高的轻掺杂n-区。缺点是使器件跨导和IDS减小。 8、体效应：衬底偏置体效应、衬底电流感应体效应（衬底电流在衬底电阻上的压降造成衬偏电压）。 二、MOSFET器件模型 1、目的、意义：减少设计时间和制造成本。 2、要求：精确；有物理基础；可扩展性，能预测不同尺寸器件性能；高效率性，减少迭代次数和模拟时间 3、结构电阻：沟道等效电阻、寄生电阻 4、结构电容： 三、特征尺寸缩小 目的：1、尺寸更小；2、速度更快；3、功耗更低；4、成本更低、 方式： 1、恒场律（全比例缩小），理想模型，尺寸和电压按统一比例缩小。 优点：提高了集成密度 未改善：功率密度。 问题：1、电流密度增加；2、VTH小使得抗干扰能力差；3、电源电压标准改变带来不便；4、漏源耗尽层宽度不按比例缩小。 2、恒压律，目前最普遍，仅尺寸缩小，电压保持不变。 优点：1、电源电压不变；2、提高了集成密度 问题：1、电流密度、功率密度极大增加；2、功耗增加；3、沟道电场增加，将产生热载流子效应、速度饱和效应等负面效应；4、衬底浓度的增加使PN结寄生电容增加，速度下降。 3、一般化缩小，对今天最实用，尺寸和电压按不同比例缩小。 限制因素：长期使用的可靠性、载流子的极限速度、功耗。

集成电路设计实验报告

集成电路设计 实验报告 时间：2011年12月

实验一原理图设计 一、实验目的 1.学会使用Unix操作系统 2.学会使用CADENCE的SCHEMA TIC COMPOSOR软件 二：实验内容 使用schematic软件，设计出D触发器，设置好参数。 二、实验步骤 1、在桌面上点击Xstart图标 2、在User name：一栏中填入用户名，在Host：中填入IP地址，在Password：一栏中填入 用户密码，在protocol：中选择telnet类型 3、点击菜单上的Run！，即可进入该用户unix界面 4、系统中用户名为“test9”，密码为test123456 5、在命令行中（提示符后，如：test22>）键入以下命令 icfb&↙(回车键)，其中& 表示后台工作，调出Cadence软件。 出现的主窗口所示： 6、建立库(library)：窗口分Library和Technology File两部分。Library部分有Name和Directory 两项，分别输入要建立的Library的名称和路径。如果只建立进行SPICE模拟的线路图，Technology部分选择Don’t need a techfile选项。如果在库中要创立掩模版或其它的物理数据（即要建立除了schematic外的一些view），则须选择Compile a new techfile(建立新的techfile)或Attach to an existing techfile(使用原有的techfile)。 7、建立单元文件(cell)：在Library Name中选择存放新文件的库，在Cell Name中输 入名称，然后在Tool选项中选择Composer-Schematic工具(进行SPICE模拟)，在View Name中就会自动填上相应的View Name—schematic。当然在Tool工具中还有很多别的

集成电路课程设计报告

课程设计 班级： 姓名： 学号： 成绩： 电子与信息工程学院 电子科学系

CMOS二输入与非门的设计 一、概要 随着微电子技术的快速发展，人们生活水平不断提高，使得科学技术已融入到社会生活中每一个方面。而对于现代信息产业和信息社会的基础来讲，集成电路是改造和提升传统产业的核心技术。随着全球信息化、网络化和知识经济浪潮的到来，集成电路产业的地位越来越重要，它已成为事关国民经济、国防建设、人民生活和信息安全的基础性、战略性产业。 集成电路有两种。一种是模拟集成电路。另一种是数字集成电路。本论文讲的是数字集成电路版图设计的基本知识。然而在数字集成电路中CMOS与非门的制作是非常重要的。 二、CMOS二输入与非门的设计准备工作 1.CMOS二输入与非门的基本构成电路 使用S-Edit绘制的CMOS与非门电路如图1。 图1 基本的CMOS二输入与非门电路

2.计算相关参数 所谓与非门的等效反相器设计，实际上就是根据晶体管的串并联关系，再根据等效反相器中的相应晶体管的尺寸，直接获得与非门中各晶体管的尺寸的设计方法。具体方法是：将与非门中的VT3和VT4的串联结构等效为反相器中的NMOS 晶体管，将并联的VT 1、VT 2等效PMOS 的宽长比(W/L)n 和(W/L)p 以后，考虑到VT3和VT4是串联结构，为保持下降时间不变，VT 3和VT 4的等线电阻必须减小为一半，即他们的宽长比必须为反相器中的NMOS 的宽长比增加一倍，由此得到(W/L)VT3,VT4=2(W/L)N 。 因为考虑到二输入与非门的输入端IN A 和IN B 只要有一个为低电平，与非门输出就为高电平的实际情况，为保证在这种情况下仍能获得所需的上升时间，要求VT 1和VT 2的宽长比与反相其中的PMOS 相同，即(W/L)VT1,VT2=(W/L)P 。至此，根据得到的等效反向器的晶体管尺寸，就可以直接获得与非门中各晶体管的尺寸。 如下图所示为t PHL 和t PLH ，分别为从高到低和从低到高的传输延时，通过反相器的输入和输出电压波形如图所示。给其一个阶跃输入，并在电压值50%这一点测量传输延迟时间，为了使延迟时间的计算简单，假设反相器可以等效成一个有效的导通电阻R eff ，所驱动的负载电容是C L 。 图2 反相器尺寸确定中的简单时序模型 对于上升和下降的情况，50%的电都发生在： L eff C R 69.0=τ 这两个Reff 的值分别定义成上拉和下拉情况的平均导通电阻。如果测量t PHL 和t PLH ，可以提取相等的导通电阻。 由于不知道确定的t PHL 和t PLH ，所以与非门中的NMOS 宽长比取L-Edit 软件中设计规则文件MOSIS/ORBIT 2.0U SCNA Design Rules 的最小宽长比及最小长度值。 3.分析电路性质 根据数字电路知识可得二输入与非门输出AB F =。使用W-Edit 对电路进行仿真后得到的结果如图4和图5所示。

2019年集成电路设计行业分析报告

2019年集成电路设计行业分析报告 2019年12月

目录 一、行业主管部门、监管体制、主要法律法规及政策 (5) 1、行业主管部门及监管体制 (5) 2、行业主要法律法规和产业政策 (5) 二、行业整体发展情况 (7) 1、集成电路行业 (7) （1）全球集成电路行业发展情况 (8) （2）我国集成电路行业发展情况 (9) 2、集成电路设计行业 (10) （1）全球集成电路设计行业发展情况 (10) （2）我国集成电路设计行业发展情况 (12) 3、集成电路存储芯片行业 (13) （1）全球存储芯片发展情况 (14) （2）我国存储芯片发展情况 (15) 4、行业发展趋势 (16) （1）行业发展趋势概况 (16) （2）行业发展的驱动力 (17) ①汽车电子的推动 (17) ②物联网市场的推动 (19) 5、国际经济环境、行业竞争格局、行业供需情况对产品价格及成本的影响 (20) （1）国际经济温和增长，发展中国家增速较快 (20) （2）行业发展进入复苏，竞争格局保持稳定 (21) （3）行业供需周期变化，未来增长因素可期 (24) 二、行业进入壁垒 (26)

2、资金和规模壁垒 (26) 3、人才壁垒 (27) 4、客户壁垒 (27) 三、影响行业发展的因素 (28) 1、有利因素 (28) （1）国家产业政策大力扶持 (28) （2）我国集成电路产业链日趋成熟 (28) （3）市场需求的有利推动 (29) 2、不利因素 (30) （1）行业竞争激烈，国内集成电路存储设计领域基础薄弱 (30) （2）设计人才匮乏，研发投入巨大 (30) 四、行业区域性、周期性和季节性特征 (30) 1、区域性 (30) 2、周期性 (31) 3、季节性 (31) 五、行业经营模式 (31) 1、IDM (31) 2、Fabless (32) 六、行业上下游之间的关系 (32) 1、上游行业对本行业的影响 (33) 2、下游行业对本行业的影响 (34) 七、行业主要企业及竞争格局 (34)

《集成电路设计》课程设计实验报告

《集成电路设计》课程设计实验报告 （前端设计部分） 课程设计题目：数字频率计 所在专业班级：电子科 作者姓名： 作者学号： 指导老师：

目录 （一）概述 2 2 一、设计要求2 二、设计原理 3 三、参量说明3 四、设计思路3 五、主要模块的功能如下4 六、4 七、程序运行及仿真结果4 八、有关用GW48－PK2中的数码管显示数据的几点说明5（三）方案分析 7 10 11

（一）概述 在电子技术中，频率是最基本的参数之一，并且与许多电参量的测量方案、测量结果都有十分密切的关系，因此频率的测量就显得十分重要。测量频率的方法有多种，数字频率计是其中一种。数字频率计是计算机、通讯设备、音频视频等科研生产领域不可缺少的测量仪器，是一种用十进制数字显示被测信号频率的数字测量仪器。数字频率计基本功能是测量诸如方波等其它各种单位时间内变化的物理量。在进行模拟、数字电路的设计、安装、调试过程中，由于其使用十进制数显示，测量迅速，精确度高，显示直观，经常要用到频率计。 频率计的基本原理是应用一个频率稳定度高的时基脉冲，对比测量其它信号的频率。时基脉冲的周期越长，得到的频率值就越准确。通常情况下是计算每秒内待测信号的脉冲个数，此时我们称闸门时间是1秒。闸门时间也可以大于或小于1秒，闸门的时间越长，得到的频率值就越准确，但闸门的时间越长则每测一次频率的间隔就越长，闸门时间越短，测的频率值刷新就越快，但测得的频率精度就受影响。 本文内容粗略讲述了我们小组的整个设计过程及我在这个过程中的收获。讲述了数字频率计的工作原理以及各个组成部分，记述了在整个设计过程中对各个部分的设计思路、程序编写、以及对它们的调试、对调试结果的分析。 （二）设计方案 一、设计要求： ⑴设计一个数字频率计，对方波进行频率测量。 ⑵频率测量可以采用计算每秒内待测信号的脉冲个数的方法实现。

大陆本土IC设计业SWOT分析

大陆本土IC设计业SWOT分析上海科学技术情报研究所吴磊2005-08-02 关键字：IC设计 SWOT 竞争情报浏览量：52 随着近几年半导体产业在中国大陆地区的快速发展，本土IC设计业受到日益广泛的重视。IC设计业是一个国家半导体业的关键一环，也是如今信息技术时代提升国家竞争力的重要推动力。不论政府、企业，都对这个在国内真正发展不到十年的新兴行业，表现出了热切的期盼、积极的参与以及极大的投资兴趣。十年间，大陆本土IC设计产业逐步发展，到2004年约有IC设计公司近600家，主要分布于北京、上海、深圳、江苏、浙江、西安等地。数量上来说，已经超过了美国硅谷和中国台湾地区，但是，本土IC设计公司在质的成长上还远远不够。 从全球范围看，相较于拥有几十年IC设计产业发展经验的美国和中国台湾地区，大陆本土IC设计产业成长时间太短，还只处在从初创向理性发展过渡的时期。 从产业规模看，据全球IC 设计与委外代工协会（FSA）2005年3月报告统计：2004年全球IC设计产业规模达到330亿美元，比2003年增长32%。其中，美国IC设计业产值占全球比重75%，中国台湾地区居次，占20%。相比之下，大陆本土IC设计业仅占全球份额的约2%，非常少。 从公司个体看，全球IC设计第一的高通公司（Qualcomm）2004年销售收入约268亿元（约32.24亿美元），比上年增长30.7%；全球第七、中国台湾地区第一的联发科公司（MediaTek）2004年销售收入约104亿元（约12.53亿美元），比上年增长10.5%；全球排名第44位，大陆本土第一的大唐微电子公司2003年销售收入约6.2亿元，2004年估计倍增至约13亿元。三家公司的销售收入比约为21:8:1。不得不说，大陆本土IC 设计公司的竞争力还太弱。 那么，大陆本土IC设计产业的前景如何？只能说：前景是美好的，现实是残酷的。能否利用优势（Strength）、改变劣势（Weakness）、把握机会（Opportunity）、正视威胁（Threat），实现更准确的定位和制定更有利的发展战略，是把美好前景变为眼前现实的关键所在。 一、存在优势和支持 1. 巨大市场，本土比非本土更多机会 中国大陆地区经济实力持续提高、人均消费水平不断增强以及信息化浪潮大力推动等多项积极因素的影响，大陆IC市场销售规模从2000年的945亿元快速增长到2004年的约2900亿元，年复合增长率达32.4%，而且预计这种增长速度至少还将持续到2008年。其中，2004年消费电子IC约占整个市场份额的28%，即812亿元。

集成电路行业分析

集成电路行业分析 集成电路产业的技术水平和产业规模已成为衡量一个国家产业竞争力和综合国力的重要标志。 行业概述： 从1958年第一块集成电路发明开始，至今近60年的发展历程中，全球IC 产业经历了起源壮大于美国，发展于日本，加速于韩国以及我国台湾地区的过程，目前整个产业又有向中国大陆地区转移的迹象。 狭义集成电路行业产业链包括芯片设计、制造、封装和测试等环节，各个环节目前已分别发展成为独立、成熟的子行业。按照芯片产品的形成过程，集成电路设计行业是集成电路行业的上游。集成电路设计企业设计的产品方案，通过代工方式由晶圆代工厂商和封装测试厂商完成芯片的制造和封装测试，然后将芯片产成品作为元器件销售给电子设备制造厂商。芯片加工处于芯片产业的中游，封装测试属于芯片行业的体力活。 广义的集成电路行业产业链包括集成电路制造设备（北方华创）、加工时用的特种材料（如强力新材：专业生产晶圆生产过程用的光刻胶引发剂），以及制造本身要用的材料（如：宁波江丰电子材料股份有限公司（非上市公司）专门从事超大规模集成电路芯片制造用超高纯金属材料及溅射靶材的研发生产，南大光电主要从事光电新材料MO源的研发、生产和销售，是全球主要的MO源生产商。MO 源即高纯金属有机源，是制备LED、新一代太阳能电池、相变存储器、半导体激光器、射频集成电路芯片等的核心原材料）。

（1）集成电路设计：集成电路设计企业处于产业链上游，主要根据电子产品及设备等终端市场的需求设计开发各类芯片产品。集成电路设计水平的高低决定了芯片产品的功能、性能和成本。 （2）晶圆制造：晶圆制造是指晶圆的生产和测试等步骤。 晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆；在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能之IC 产品。 晶圆生产是指晶圆制造厂接受版图文件（GDS 文件），生产掩膜（Mask），并通过光刻、掺杂、溅射、刻蚀等过程，将掩膜上的电路图形复制到晶圆基片上，从而在晶圆基片上形成电路。一款芯片由晶体管、电容、电阻等各种元件及其相互间的连线组成，这些元件和互连线通过研磨、抛光、氧化、离子注入、光刻、外延生长、蒸发等一整套平面工艺技术，在一小块硅单晶片上逐层制造而成。 晶圆测试（CP 测试）是指在测试机台上采用探针卡（Probe Card）并利用测试向量对每一颗裸片的电路功能和性能进行测试的过程。 （3）集成电路封装测试：经过CP 测试的晶圆再经过减薄、切割后，可以进行封装、成品测试从而形成芯片成品。 芯片封装包括包括晶圆切割、上芯、键合、封塑、打标、烘烤等过程。芯片封装使芯片内电路与外部器件实现电气连接，在芯片正常工作时起到机械或环境保护的作用，保证芯片工作的稳定性和可靠性。 成品测试是利用测试向量对已封装的芯片进行功能和性能测试的过程。经过成品测试后，即形成可对外销售的芯片产品。

cmos模拟集成电路设计实验报告

北京邮电大学 实验报告 实验题目：cmos模拟集成电路实验 姓名：何明枢 班级：2013211207 班内序号：19 学号：2013211007 指导老师：韩可 日期：2016 年 1 月16 日星期六

目录 实验一:共源级放大器性能分析 (1) 一、实验目的 (1) 二、实验内容 (1) 三、实验结果 (1) 四、实验结果分析 (3) 实验二:差分放大器设计 (4) 一、实验目的 (4) 二、实验要求 (4) 三、实验原理 (4) 四、实验结果 (5) 五、思考题 (6) 实验三：电流源负载差分放大器设计 (7) 一、实验目的 (7) 二、实验内容 (7) 三、差分放大器的设计方法 (7) 四、实验原理 (7) 五、实验结果 (9) 六、实验分析 (10) 实验五：共源共栅电流镜设计 (11) 一、实验目的 (11) 二、实验题目及要求 (11) 三、实验内容 (11) 四、实验原理 (11) 五、实验结果 (14) 六、电路工作状态分析 (15) 实验六：两级运算放大器设计 (17) 一、实验目的 (17) 二、实验要求 (17) 三、实验内容 (17) 四、实验原理 (21) 五、实验结果 (23) 六、思考题 (24) 七、实验结果分析 (24) 实验总结与体会 (26) 一、实验中遇到的的问题 (26) 二、实验体会 (26) 三、对课程的一些建议 (27)

实验一:共源级放大器性能分析 一、实验目的 1、掌握synopsys软件启动和电路原理图（schematic）设计输入方法； 2、掌握使用synopsys电路仿真软件custom designer对原理图进行电路特性仿真； 3、输入共源级放大器电路并对其进行DC、AC分析，绘制曲线； 4、深入理解共源级放大器的工作原理以及mos管参数的改变对放大器性能的影响 二、实验内容 1、启动synopsys，建立库及Cellview文件。 2、输入共源级放大器电路图。 3、设置仿真环境。 4、仿真并查看仿真结果，绘制曲线。 三、实验结果 1、实验电路图

集成电路设计实习报告-孙

集成电路版图设计实习报告 学院：电气与控制工程学院 专业班级：微电子科学与工程1101班 姓名：孙召洋 学号：1106080113

一、实验要求： 1. 熟悉Cadence的工作环境。 2. 能够熟练使用Cadence工具设计反相器，与非门等基本电路。 3. 熟记Cadence中的快捷操作。比如说“W”是连线的快捷键。 4. 能够看懂其他人所画的原理图以及仿真结果，并进行分析等。 二、实验步骤： 1、使用用户名和密码登陆入服务器，右击桌面，在弹出菜单中单击open Terminal；在弹出的终端中键入Unix命令icfb&然后按回车启动Cadence。Cadence启动完成后，关闭提示信息。设计项目的建立 2、点击Tools-Library Manager启动设计库管理软件。点击File-New-Library 新建设计库文件。在弹出的菜单项中输入你的设计库的名称，比如My Design,点击OK。选择关联的工艺库文件，点击OK。在弹出的菜单中的Technology Library下拉菜单中选择需要的工艺库，然后单击OK。 3、设计的项目库文件建立完成，然后我们在这个项目库的基础上建立其子项目。点击选择My Design，然后点击File-New-Cell View。输入子项目的名称及子项目的类型，这设计版图之前我们假定先设计原理图：所以我们选择Composer-Schematic，然后点击OK。 4、进入原理图编辑平台,原理图设计,输入器件：点击Instance按键或快捷键I插入器件。查找所需要的器件类型-点击Browse-tsmc35mm-pch5点击Close。更改器件参数，主要是宽和长。点击Hide，在编辑作业面上点击插入刚才设定的器件。如果想改参数器件，点击选择该器件，然后按Q，可以修改参数器件使用同样的方法输入Nmos,工艺库中叫nch5. 点击Wire(narrow)手动连线。完成连线后，输入电源标志和地标志：在analogLib库中选择VDD和GND，输入电源线标示符。接输入输出标示脚：按快捷键P，输入引脚名称in, Direction选择input,点击Hide，并且和输入线连接起来。同理设置输出引脚Out。 5、版图初步建立新的Cell，点击File-New-Cell View 还是建立名称为inv的版图编辑文件，Tool选择Virtuoso版图编辑软件，点击OK，关闭信息提示框。进入版图编辑环境根据之前仿真所得宽长比和反相器inv或与非门NAND的原理图画出反相器inv或与非门NAND的IC版图； 6、完成后使用版图验证系统进行DRC（设计规则检查）。 三、实验设计规则： 1、Linux常用的文件和目录命令： cd //用于切换子目录 pwd//用于显示当前工作子目录 ls//用于列出当前子目录下的所有内容清单 rm//用于删除文件 touch//用于建立文件或是更新文件的修改日期 mkdir//用于建立一个或者几个子目录

集成电路行业研究分析报告

我国集成电路行业分析报告 一、行业概述 （一）行业定义 根据《国民经济行业分类》，集成电路业（Integrated Circuit，英文缩写为IC，行业分类代码4053）是指单片集成电路、混合式集成电路和组装好的电子模压组件、微型组件或类似组件的制造，包括半导体集成电路、膜集成电路、集成电路芯片、微型组件、集成电路及微型组件的零件。 （二）行业分类 集成电路行业分类方法很多，从制造流程来看，集成电路的制造流程主要经过集成电路设计、制造、封装测试等环节，因此集成电路行业也分为集成电路设计、集成电路制造、集成电路封装测试等三个子行业。 （三）行业特点 1、产业规模迅速扩大，行业周期波动趋缓 集成电路作为信息产业的基础和核心，具有很高的渗透性和高附加值特性，由于其倍增效应大，各国对该行业都极为重视，发达国家和许多新兴工业化国家和地区竞相发展，使得这一行业的规模迅速扩大。 全球集成电路产业一直保持着周期性的上升与下降，主要特点是：平均每隔四至五年一个周期，国际集成电路市场呈现周期性的繁荣与下降衰退，几乎每隔十年出现一个大低谷或者大高峰。人们称这种周期性变化为“硅周期”。供求关系的变化是硅周期存在的主要原因，全球经济状况也强烈影响着集成电路产业的周期变化。 2、技术密集度高，工艺进步疾速如飞 技术进步是推动集成电路产业不断发展的主要动力之一，工艺技术持续快速发展，带动了芯片集成度持续迅速的提高，单元电路成本呈指数式降低。集成电路技术进步遵循摩尔定律，即集成电路芯片上的晶体管数目，约每18个月增加1倍，性能也提升1倍，而价格降低一半；集成电路晶体管技术的特征尺寸平均每年缩小到0.7倍或每两年0.5倍。 3、资本密集度不断加大，规模经济特征明显 集成电路行业的投资强度和技术门槛越来越高，设备费用和研发费用都非常大。一条12英寸集成电路前工序生产线投资规模超过15亿美元，产品设计开发成本上升到几百万美元乃至上千万美元。企业的资金实力和技术创新能力成为竞争的关键。集成电路的芯片产量和性能飞速提高，而芯片的平均成本却在不断下降，因此只有依靠大规模生产，实现规模经济，才能降低单位成本，实现盈利。随着技术不断进步，集成电路行业的资本密集度将不断增强。 4、专业分工是方向，竞争与协作并存 在集成电路发展早期，主要是由一些大的公司和研究机构参与，因此商业模式上以IDM （Integrated Device Manufacturers，即集成设备制造商）为主，其特征是经营范围覆盖IC设计、芯片制造、封装测试，甚至下游的终端产品制造。如三星、英特尔、德州仪器、东芝、意法半导体等，全球前二十大半导体厂商大多为IDM厂商。 随着行业的发展，产业链上IC设计、芯片制造、封装、测试各环节的技术难度不断加大，进入门槛不断提升，产业链开始向专业化分工方向发展。专业分工带来三大优势：第一、成本更省（台积电成本可以做到英特尔的一半）；第二、协助行业内公司专注于擅长的环境（规模效应）；第三、解决巨额投资门槛（更多公司进入上游芯片设计环节）。 二、政策环境 集成电路产业作为国防安全和经济发展的支柱产业，国家从政策上给予了高度重视和大力支持，推动加大资金投入力度，加快行业创新与发展，对集成电路行业实施税收优惠等，主要法规、政策及内容见下表：

数字集成电路设计实验报告

哈尔滨理工大学数字集成电路设计实验报告 学院：应用科学学院 专业班级：电科12 - 1班 学号：32 姓名：周龙 指导教师：刘倩 2015年5月20日

实验一、反相器版图设计 1.实验目的 1）、熟悉mos晶体管版图结构及绘制步骤； 2）、熟悉反相器版图结构及版图仿真； 2. 实验内容 1）绘制PMOS布局图； 2）绘制NMOS布局图； 3）绘制反相器布局图并仿真； 3. 实验步骤 1、绘制PMOS布局图： (1) 绘制N Well图层；(2) 绘制Active图层； (3) 绘制P Select图层； (4) 绘制Poly图层； (5) 绘制Active Contact图层；(6) 绘制Metal1图层； (7) 设计规则检查；(8) 检查错误； (9) 修改错误； (10)截面观察； 2、绘制NMOS布局图： (1) 新增NMOS组件；(2) 编辑NMOS组件；(3) 设计导览； 3、绘制反相器布局图： (1) 取代设定；(2) 编辑组件；(3) 坐标设定；(4) 复制组件；(5) 引用nmos组件；(6) 引用pmos组件；(7) 设计规则检查；(8) 新增PMOS基板节点组件；(9) 编辑PMOS基板节点组件；(10) 新增NMOS基板接触点； (11) 编辑NMOS基板节点组件；(12) 引用Basecontactp组件；(13) 引用Basecontactn 组件；(14) 连接闸极Poly；(15) 连接汲极；(16) 绘制电源线；(17) 标出Vdd 与GND节点；(18) 连接电源与接触点；(19) 加入输入端口；(20) 加入输出端口；(21) 更改组件名称；(22) 将布局图转化成T-Spice文件；(23) T-Spice 模拟； 4. 实验结果 nmos版图

2018年集成电路行业研究报告

2018年集成电路行业 研究报告 2018年1月

目录 一、集成电路景气持续回升，中国发展速度领跑全球 (7) （一）半导体是信息社会和现代工业的根基 (7) （二）半导体产业在自西向东转移过程中加速升级 (7) 1、设计、制造、封测环节构成半导体核心产业链 (7) 2、半导体产业发展催生新型业务模式 (8) 3、半导体产业已经历两次产业转移 (10) （1）集成电路产业起源于美国 (11) （2）日本凭借DRAM夺得集成电路产业市场份额 (11) （3）韩国把握市场，台湾专注分工 (11) （4）中国正迎来第三次产业转移机遇 (12) （三）行业景气度持续回升，中国市场迅速成长 (12) 1、全球集成电路市场稳定增长 (12) 2、我国集成电路产业快速增长，领跑全球 (14) （四）中国芯亟需中国造，国产化任重道远 (15) 1、关系安全，芯片当自给自足 (15) 2、我国集成电路产业过度依赖进口 (16) （五）政策支持，产业发展迎来新机遇 (17) （六）资金助力，产业发展获新动力 (18) 1、国家成立集成电路产业投资基金 (18) 2、地方政府成立产业投资基金规模已超3000亿 (20) 二、设计环节快速成长，存储及新兴领域是发展重点 (21) （一）全球IC设计发展整体向好 (21) 1、全球IC设计产业销售额呈上升趋势 (21) 2、我国IC设计产业发展状况蒸蒸日上，但仍伴随结构性问题 (24) （二）国家和地方纷纷出台政策，支持IC设计业发展 (27) （三）IC产业发展重创新，大基金未来将更加关注设计环节 (28) （四）存储器需求爆发带动了本轮半导体产业景气回升 (30)

数字集成电路知识点整理

Digital IC：数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统 第一章引论 1、数字IC芯片制造步骤 设计：前端设计（行为设计、体系结构设计、结构设计）、后端设计（逻辑设计、电路设计、版图设计） 制版：根据版图制作加工用的光刻版 制造：划片：将圆片切割成一个一个的管芯（划片槽） 封装：用金丝把管芯的压焊块（pad）与管壳的引脚相连 测试：测试芯片的工作情况 2、数字IC的设计方法 分层设计思想：每个层次都由下一个层次的若干个模块组成，自顶向下每个层次、每个模块分别进行建模与验证 SoC设计方法：IP模块（硬核（Hardcore)、软核（Softcore)、固核（Firmcore））与设计复用Foundry（代工）、Fabless（芯片设计）、Chipless（IP设计）“三足鼎立”——SoC发展的模式 3、数字IC的质量评价标准（重点：成本、延时、功耗，还有能量啦可靠性啦驱动能力啦之类的） NRE (Non-Recurrent Engineering) 成本 设计时间和投入，掩膜生产，样品生产 一次性成本 Recurrent 成本 工艺制造（silicon processing），封装（packaging），测试（test） 正比于产量 一阶RC网路传播延时：正比于此电路下拉电阻和负载电容所形成的时间常数 功耗：emmmm自己算 4、EDA设计流程 IP设计系统设计（SystemC）模块设计（verilog） 综合 版图设计(.ICC) 电路级设计（.v 基本不可读）综合过程中用到的文件类型(都是synopsys)： 可以相互转化 .db（不可读）.lib（可读） 加了功耗信息

CMOS数字集成电路设计_八位加法器实验报告

CMOS数字集成电路设计课程设计报告 学院：****** 专业：****** 班级：****** 姓名：Wang Ke qin 指导老师：****** 学号：****** 日期：2012-5-30

目录 一、设计要求 (1) 二、设计思路 (1) 三、电路设计与验证 (2) (一)1位全加器的电路设计与验证 (2) 1)原理图设计 (2) 2)生成符号图 (2) 3)建立测试激励源 (2) 4)测试电路 (3) 5)波形仿真 (4) (二)4位全加器的电路设计与验证 (4) 1)原理图设计 (4) 2)生成符号图 (5) 3)建立测试激励源 (5) 4)测试电路 (6) 5)波形仿真 (6) (三)8位全加器的电路设计与验证 (7) 1)原理图设计 (7) 2)生成符号图 (7) 3)测试激励源 (8) 4)测试电路 (8) 5)波形仿真 (9) 6)电路参数 (11) 四、版图设计与验证 (13) (一)1位全加器的版图设计与验证 (13) 1)1位全加器的版图设计 (13) 2)1位全加器的DRC规则验证 (14) 3)1位全加器的LVS验证 (14) 4)错误及解决办法 (14) (二)4位全加器的版图设计与验证 (15) 1)4位全加器的版图设计 (15) 2)4位全加器的DRC规则验证 (16) 3)4位全加器的LVS验证 (16) 4)错误及解决办法 (16) (三)8位全加器的版图设计与验证 (17) 1)8位全加器的版图设计 (17) 2)8位全加器的DRC规则验证 (17) 3)8位全加器的LVS验证 (18) 4)错误及解决办法 (18) 五、设计总结 (18)

集成电路版图设计报告

集成电路版图设计实验报告 班级：微电子1302班 学号：1306090226 姓名：李根 日期：2016年1月10日

一：实验目的： 熟悉IC设计软件Cadence Layout Editor的使用方法，掌握集成电路原理图设计，原理图仿真以及版图设计的流程方法以及技巧。 二：实验内容 1.Linux常用命令及其经典文本编辑器vi的使用 ①：了解Linux操作系统的特点。 ②：熟练操作如何登录、退出以及关机。 ③：学习Linux常用的软件以及目录命令。 ④：熟悉经典编辑器vi的基本常用操作。 2.CMOS反相器的设计和分析 ①：进行cmos反相器的原理图设计。 ②：进行cmos反相器的原理图仿真。 ③：进行cmos反相器的版图设计。 3.CMOS与非门的设计和分析 ①：进行cmos与非门的原理图设计。 ②：进行cmos与非门的原理图仿真。 ③：进行cmos与非门的版图设计 4.CMOS D触发器的设计和分析 ①：进行cmosD触发器的原理图设计。 ②：进行cmosD触发器的原理图仿真。 ③：进行cmosD触发器的版图设计。 5.对以上的学习进行总结 ①：总结收获学习到的东西。 ②：总结存在的不足之处。 ③：展望集成电路版图设计的未来。 三：实验步骤（CMOS反相器） 1.CMOS反相器原理图设计 内容：首先建立自己的Library，建立一个原理图的cell，其次进行原理图通过调用库里面的器件来绘制原理图，然后进行检错及修正，具体操作如下：在Terminal视窗下键入icfb，打开CIW； Tool→Library Manager； File→New→Library； 在name栏填上Library名称； 选择Compile a new techfile； 键入～/0.6um.tf； File→New→Cell view,在cell name键入inv，tool选择schematic，单击OK； 点击Schematic视窗上的指令集Add→Instance，出现Add Instance视窗； 通过Browse analogLib库将要用到的元件添加进来；

福州大学集成电路版图设计实验报告

福州大学物信学院 《集成电路版图设计》 实验报告 姓名：席高照 学号：111000833 系别：物理与信息工程 专业：微电子学 年级：2010 指导老师：江浩

一、实验目的 1.掌握版图设计的基本理论。 2.掌握版图设计的常用技巧。 3.掌握定制集成电路的设计方法和流程。 4.熟悉Cadence Virtuoso Layout Edit软件的应用 5.学会用Cadence软件设计版图、版图的验证以及后仿真 6.熟悉Cadence软件和版图设计流程，减少版图设计过程中出现的错误。 二、实验要求 1.根据所提供的反相器电路和CMOS放大器的电路依据版图设计的规则绘制电路的版图，同时注意CMOS查分放大器电路的对称性以及电流密度（通过该电路的电流可能会达到5mA） 2.所设计的版图要通过DRC、LVS检测 三、有关于版图设计的基础知识 首先，设计版图的基础便是电路的基本原理，以及电路的工作特性，硅加工工艺的基础、以及通用版图的设计流程，之后要根据不同的工艺对应不同的设计规则，一般来说通用的版图设计流程为①制定版图规划记住要制定可能会被遗忘的特殊要求清单②设计实现考虑特殊要求及如何布线创建组元并对其进行布局③版图验证执行基于计算机的检查和目视检查，进行校正工作④最终步骤工程核查以及版图核查版图参数提取与后仿真 完成这些之后需要特别注意的是寄生参数噪声以及布局等的影响，具体是电路而定，在下面的实验步骤中会体现到这一点。 四、实验步骤 I.反相器部分： 反相器原理图：

反相器的基本原理：CMOS反相器由PMOS和NMOS构成，当输入高电平时，NMOS导通，输出低电平，当输入低电平时，PMOS导通，输出高电平。 注意事项： （1）画成插齿形状，增大了宽长比，可以提高电路速度 （2）尽可能使版图面积最小。面积越小，速度越高，功耗越小。 （3）尽可能减少寄生电容和寄生电阻。尽可能增加接触孔的数目可以减小接触电阻。（4）尽可能减少串扰，电荷分享。做好信号隔离。 反相器的版图： 原理图电路设计： 整体版图：

数字ic设计实验报告

数字集成电路设计 实验报告 实验名称二输入与非门的设计 一．实验目的 a)学习掌握版图设计过程中所需要的仿真软件

b)初步熟悉使用Linux系统 二．实验设备与软件 PC机，RedHat,Candence 三．实验过程 Ⅰ电路原理图设计 1.打开虚拟机VMware Workstation，进入Linux操作系统RedHat。 2.数据准备，将相应的数据文件拷贝至工作环境下，准备开始实验。 3.创建设计库，在设计库里建立一个schematic view，命名为，然后进入电路 图的编辑界面。 4.电路设计 设计一个二输入与非门，插入元器件，选择PDK库（xxxx35dg_XxXx）中的nmos_3p3、 pmos_3p3等器件。形成如下电路图，然后check and save，如下图。 图1.二输入与非门的电路图 5.制作二输入与非门的外观symbol Design->Create Cellview -> From Cellview，在弹出的界面，按ok后出现symbol Generation options，选择端口排放顺序和外观，然后按ok出现symbol编辑界面。按照需 要编辑成想要的符号外观，如下图。保存退出。

图2.与非门外观 6.建立仿真电路图 方法和前面的“建立schemtic view”的方法一样，但在调用单元时除了调用analogL 库中的电压源、（正弦）信号源等之外，将之前完成的二输入与非门调用到电路图中，如下图。 图3.仿真电路图 然后设置激励源电压输出信号为高电平为3.5v，低电平为0的方波信号。 7.启动仿真环境 在ADE中设置仿真器、仿真数据存放路径和工艺库，设置好后选择好要检测的信号在电路中的节点，添加到输出栏中，运行仿真得到仿真结果图。

集成电路认识实习报告

集成电路认识实习报告 1.实习目的 1.1通过认识实习，增强对集成电路设计与集成系统专业的的感性认识。 1.2初步了解数字集成电路和模拟集成电路的设计方法，对集成电路基本概念，集成电路发展历程，集成电路的优点，应用领域，集成电路的类别等知识形成基本理念，认识集成电路从设计到生产出来的全部过程，还有我们以后学习的课程重点，能力要求，就业方向等，为我们以后的学习指明了方向，力求达到理论联系实际，学以致用的目的。 1.3通过认识实习，为后续课程集成电路设计与成系统的学习和计算机应用与软件编程能力；电路系统分析与设计能力；集成电0路设计与EDA工具使用能力；应用系统分析设计能力；外语应用能力等专业素质做好前期基础。 2.实习内容 2.1 集成电路的概念： 1952年G.W.A.Dummer在华盛顿学会上提出了集成电路(IC—Integrated Circuit)的概念：把多个器件及其间的连线以批加工方式同时制作在一个芯片上。 2.2 集成电路发展历程： 从1959年 TI 公司研制出第一块集成电路（四个晶体管） ~1963年 DTL、TTL、ECL、MOS、CMOS 集成电路相继出现，到 70年代末80年代初开始发展专用集成电路（ASIC —Application Specific Integrated Circuit)再到90年代中末期开始发展片上系统（ SoC—System on Chip) 2.3集成电路的优点： 1. 高集成度：简化电子线路，缩短电子产品的设计和组装周期，体积小，重量轻 2. 高速度：器件尺寸小、连线短、分布电容小等

3. 高可靠：减少了外部接触点，不易受外界影响 4.低成本：①生产成本(制版、流片、封装、测试等)；②印刷电路成本(接插件、装配、调试等) 5. 低功耗：器件功率低、工作电压低 2.4集成电路的设计方法及其制造工艺： 根据要求设计好版图之后进入生产包括外延生长、掩模制版、光刻、掺杂、绝缘层、金属层形成等等 2.5集成电路专业的就业历史状况和当前的就业形势： 本专业越来被人们和用人单位熟悉了解，就业形势转好，可以进入高校，进入公司，有能力的话还可以自己创业开公司当老板。 2.6 实习总结： 通过本次实习，我初步了解了关于我们专业的基础知识，初步知道了我们以后要学习什么课程，要具备什么样的专业能力，对自己以后的课程学习和能力培养有了自己的把握和方向，这次实习很有意义很有价值。 3.实习心得 通过这次实习，我对我们专业有了更进一步的认识，以前对集成电路是什么，是做什么的，应该怎么学习一无所知，现在知道了很多，感觉收获很大。我知道了集成电路就是把多个器件及其间的连线以批加工方式同时制作在一个芯片上。还有集成电路从低端到高端不断发展的历程，知道了为其发展做出过杰出贡献的科学家，著名的摩尔定律：每一代（3年）硅芯片上的集成密度翻两番，加工工艺的特征线宽每代以30%的速度缩小。现在依然适用。当然这是我们专业的历史，我们现在站在巨人的肩膀上继续去研究和探索，老师给我们讲了以后要学习的课程，还有我们专业能力的而要求，让我们有了新的了解，我知道了以后我们要学习什么，有了重点和方向，崔老师说，c++也很重要，看来要好好看看，对自己高一步要求了，既然知道了要学习什么了，就要把课程学好，我们这个专业本来就比较深奥难懂，所以必须熟练掌握基础知识，才能为以后的学习打好基础，才能在以后的设计中扫清障碍，才能在工作中顺利。所以学好专业知识不仅让我们的大学生活充实，还是为了以后着想。我们这个专业就业可以有很多方向，最对