集成電路的設(shè)計(jì)方法探討

序論：寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了一篇集成電路的設(shè)計(jì)方法探討范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

1集成電路的基本概念

集成電路是將各種微電子原件如晶體管、二極管等組裝在半導(dǎo)體晶體或介質(zhì)基片上，然后封裝在一個(gè)管殼內(nèi)，使之具備特定的電路功能。集成電路的組成分類：劃分集成電路種類的方法有很多，目前最常規(guī)的分類方法是依據(jù)電路的種類，分成模擬集成電路、數(shù)字集成電路和混合信號集成電路。模擬信號有收音機(jī)的音頻信號，模擬集成電路就是產(chǎn)生、放大并處理這類信號。與之相類似的，數(shù)字集成電路就是產(chǎn)生、放大和處理各種數(shù)字信號，例如DVD重放的音視頻信號。此外，集成電路還可以按導(dǎo)電類型（雙極型集成電路和單極型集成電路）分類；按照應(yīng)用領(lǐng)域（標(biāo)準(zhǔn)通用集成電路和專用集成電路）分類。集成電路的功能作用：集成電路具有微型化、低能耗、壽命長等特點(diǎn)。主要優(yōu)勢在于：集成電路的體積和質(zhì)量??；將各種元器件集中在一起不僅減少了外界電信號的干擾，而且提高了運(yùn)行速度和產(chǎn)品性能；應(yīng)用方便，現(xiàn)在已經(jīng)有各種功能的集成電路?；谶@些優(yōu)異的特性，集成電路已經(jīng)廣泛運(yùn)用在智能手機(jī)、電視機(jī)、電腦等數(shù)碼產(chǎn)品，還有軍事、通訊、模擬系統(tǒng)等眾多領(lǐng)域。

2集成電路的發(fā)展

集成電路的起源及發(fā)展歷史：眾所周知，微電子技術(shù)的開端在1947年晶體管的發(fā)明，11年后，世界上第一塊集成電路在美國德州儀器公司組裝完成，自此之后相關(guān)的技術(shù)（如結(jié)型晶體管、場效應(yīng)管、注入工藝）不斷發(fā)展，逐漸形成集成電路產(chǎn)業(yè)。美國在這一領(lǐng)域一直處于世界領(lǐng)先地位，代表公司有英特爾公司、仙童公司、德州儀器等大家耳熟能詳?shù)钠髽I(yè)。集成電路的發(fā)展進(jìn)程：我國集成電路產(chǎn)業(yè)誕生于六十年代，當(dāng)時(shí)主要是以計(jì)算機(jī)和軍工配套為目標(biāo)，發(fā)展國防力量。在上世紀(jì)90年代，我國就開始大力發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)，但由于起步晚、國外的技術(shù)壟斷以及相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)也比較落后，“中國芯”始終未能達(dá)到世界先進(jìn)水平?，F(xiàn)階段我國工業(yè)生產(chǎn)所需的集成電路主要還是依靠進(jìn)口，從2015年起我國集成電路進(jìn)口額已經(jīng)連續(xù)三年比原油還多，2017年的集成電路進(jìn)口額超過7200億元。因此，在2018年政府工作報(bào)告中把推動(dòng)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展放在了五大突出產(chǎn)業(yè)中的首位，并且按照國家十三五規(guī)劃，我國集成電路產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值到2020年將會達(dá)到一萬億元。中國比較大型的集成電路設(shè)計(jì)制造公司有臺積電、海思、中興等，目前已在一些技術(shù)領(lǐng)域取得了不錯(cuò)的成就。集成電路的發(fā)展方向：提到集成電路的發(fā)展，就必須要說到摩爾定律：集成度每18個(gè)月翻一番。而現(xiàn)今正處在技術(shù)變革時(shí)期，摩爾定律推進(jìn)速度已大幅放緩，集成電路技術(shù)發(fā)展路徑正逐步向多功能融合的趨勢轉(zhuǎn)變，圍繞新型器件結(jié)構(gòu)的探索正成為集成電路技術(shù)創(chuàng)新的主要焦點(diǎn)，物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等迅速發(fā)展，引發(fā)了CPU計(jì)算架構(gòu)發(fā)生變革。

3集成電路的設(shè)計(jì)方法

集成電路的設(shè)計(jì)流程主要有：設(shè)計(jì)規(guī)劃和架構(gòu)劃分階段、邏輯設(shè)計(jì)階段、物理設(shè)計(jì)階段、封裝測試階段，具體設(shè)計(jì)方法介紹如下：

3.1設(shè)計(jì)規(guī)劃和架構(gòu)劃分

由于現(xiàn)在數(shù)碼產(chǎn)品更新?lián)Q代迅速，市場需求千變?nèi)f化，在設(shè)計(jì)之初，就要對市場有大量調(diào)研并要有前瞻性的思考。此外，要將設(shè)計(jì)需求與實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可行性與成本進(jìn)行綜合考量，由此初步確定產(chǎn)品開發(fā)藍(lán)圖。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段可以使用SPW、TannerEDATools等軟件完成系統(tǒng)的描述、外部接口的情況、功能的定義、工作量的估計(jì)等各方面工作，再通過構(gòu)建抽象的算法仿真模型，根據(jù)功能和性能的要求，選擇和設(shè)計(jì)算法，然后通過仿真進(jìn)行驗(yàn)證和評估。當(dāng)驗(yàn)證通過后，一個(gè)集成電路的設(shè)計(jì)架構(gòu)就被搭建起來了，接著就可以進(jìn)入下一步的邏輯設(shè)計(jì)。

3.2邏輯設(shè)計(jì)

邏輯設(shè)計(jì)簡言之就是寫代碼，編寫硬件描述語言（HDL）代碼，通過仿真手段驗(yàn)證代碼，這里的驗(yàn)證指的是功能級驗(yàn)證，不涉及時(shí)間的信息。集成電路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步就是用一些專業(yè)工具如ISE等把代碼映射到庫原件實(shí)現(xiàn)的門電路，也就是門級的網(wǎng)表，當(dāng)然，門級網(wǎng)表也要驗(yàn)證，如果出現(xiàn)錯(cuò)誤要從以上各個(gè)步驟尋找出錯(cuò)的原因。

3.3物理設(shè)計(jì)

在上一階段得到網(wǎng)表之后，就可以著手各種元器件的布局以及導(dǎo)線的連接，連接后再次進(jìn)行仿真模擬，然后就可以開始插入時(shí)鐘樹，形式驗(yàn)證。當(dāng)這些步驟通過后，集成電路的大致版圖就規(guī)劃好了。

3.4集成電路的封裝測試

將合格的晶圓按照設(shè)計(jì)好的版圖進(jìn)行加工組裝成芯片的過程就叫做集成電路的封裝。江蘇的新潮科技和華達(dá)微電子是我國目前規(guī)模產(chǎn)值比較大的封裝測試企業(yè)。此外，綜合多家市場調(diào)研機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)，2016年全球集成電路封裝測試產(chǎn)業(yè)的市場規(guī)模為509.7億美元，具有很大的發(fā)展前景。

4結(jié)語

隨著時(shí)代的發(fā)展進(jìn)步，對集成電路的能耗、穩(wěn)定性等方面的要求也不斷增加，這就要求我們不斷創(chuàng)新發(fā)展集成電路的設(shè)計(jì)思路與方法，為我國微電子技術(shù)的發(fā)展與崛起不懈努力。