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1三、集成电路制作与设计流程三、集成电路制作与设计流程2什么叫集成电路什么叫集成电路集成电路(IntegratedCircuit简称IC)就是将有源元件集成电路(IntegratedCircuit,简称IC)就是将有源元件(二极管、晶体管等)和无源元件(电阻、电容等)以及它们的连线一起制作在半导体衬底上形成一个独立的整体.集成电路的各个引出端就是该电路的输入,输出,电源和地.COREpad核心电路+IO3集成电路制作过程集成电路制作过程集成电路设计版图layout4集成电路制作过程集成电路制作过程集成电路设计版图制版掩膜版MASKlayout流水加工MASK5集成电路制作过程集成电路制作过程集成电路设计版图制版掩膜版MASKlayout流水加工硅圆片WaferMASK6集成电路制作过程集成电路制作过程集成电路设计版图制版掩膜版MASKlayout流水加工划片硅圆片WaferMASK划片裸片die7集成电路制作过程集成电路制作过程集成电路设计版图封装机制版掩膜版MASKlayout流水加工划片硅圆片WaferMASK划片封装裸片die封装后的芯片8集成电路制作过程集成电路制作过程集成电路设计版图制版版图流水加工划片划片封装裸片9集成电路印刷品制作过程对比集成电路、印刷品制作过程对比集成电路设计制版版图layout创作制版文件制版流水加工硅圆片掩膜版MASKy制版印刷印版划片裸片die硅圆片Wafer切纸书页封装封装后的芯片裸片die装订印刷品书页封装后的芯片印刷品10集成电路设计基本流程集成电路设计基本流程正向设计过程逆向电路提取电路输入源码输入逻辑仿真composerHiVerilogVerilog-xl解剖照相正向设计过程逆向电路提取电路仿真版图编辑逻辑综合布局布线virtuosoHspiceorSpectreDesignCompilerSocEncounter拼图电路提取DRC和LVS寄生提取LPEvirtuosodraculadl电路提取分析与仿真制版和加工测试寄生提取LPEGDSIIdracula电原理图hti版图lt芯片di后仿真制版和加工测试GDSIIschematiclayoutdie11四、可测性设计四、可测性设计•在系统设计和电路设计阶段,就要考虑到如何测试的问题–测试目标的确定–测试方法是否合理–测试代价是否可接受测试代价是否可接受–测试仪器是否完备12四.可测性设计(续)需提前考虑的问题•需提前考虑的问题:–如何测试芯片的功能和指标–如何测试内部重要单元的性能如何测试内部重要单元的性能–测试点对电路性能的影响–测试点的布局–PAD电路与ESD电路–封装的影响与封装的选择测试板的设计–测试板的设计–所需的测试仪器是否可得到–仪器的负载与芯片驱动的匹配仪器的负载与芯片驱动的匹配–…13例：SRAM测试方案•写入与读出测试•遍历所有存储单元•读写速度测试14例：ADC的测试方案•静态测试–DNL,INL–码密度统计法动态测试•动态测试–THD,SFDR,SNDR频谱分析法电源–频谱分析法待测高速逻辑计算机TTE’sQ56seriesMini-CircuitsT1-1TAgilent16702BMATLABADCIP分析仪计算机DDSAgilent多层线路板注意接口问题有源晶振DDS信号源Agilent83630B注意接口问题15例：ADC测试系统测试PCB板测试系统16例:一块ADC测试板自己做的PCB小板作为封装“管壳”芯片直接芯片直接bonding到“管壳”输出驱动用参考电路输出驱动，用于隔离仪器负载输入信号端口晶振时钟Balun用于单转差17例：DAC的测试方案例：DAC的测试方案•功能测试功能测试–直接示波器观测静态测试ClockSource(PG/RFSignalGen)•静态测试–DNL,INL逐点测试DUT(DAC)DigitalWaveForm(LogicAnalyzer)PSA/MXA(SpectrumAnalyzer/–逐点测试•动态测试Oscilloscope)–THD,SFDR等–频谱分析WaveformLibraryGPIBWorkStation18例：SCFilter测试板封装好的待测芯片晶振单转差电路差转单电路19例:版图电源规划电源分离注意数字模拟隔离注意片内解藕设计注意片内解藕设计考虑bondingwire的影响20PAD与ESD例:PAD与ESD例:21例:PAD版图布局例:PAD版图布局22例:PAD版图布局例:PAD版图布局23例:模拟PAD的最终版图例:模拟PAD的最终版图PAD大小与bonding具体要求大小与g具体要求PAD大小与寄生关系PAD垂直结构的考虑PAD垂直结构的考虑焊盘结构24例:模拟PADRING布局例:模拟PADRING布局PAD间距布局需核心电路PAD间距,布局需考虑bonding要求和信号兼容性核心电路数字PAD版图？和信号兼容性数字PADRING？电源地PAD？电源地PAD？25例:电源与参考电压滤波例:片外电源与参考电压滤波片用MOS电容实现片内bondwirebondwire1nH/mm寄生电容设计要考虑封装线的影响！片外电压设计要考虑封装线的影响！参考26例:PAD与ESDCore对clamp器件的要求：正向导通压降小27例:“打包”后的芯片电例:打包后的芯片电路具有斯密特输入的反相器入的反相器28例：一个简单的PADRing例：个简单的PADRing29版图例子(2010)版图例子(2010)8bitSARADCSCFILTER8-bitSARADCSC-FILTER30版图例子(2009)版图例子(2009)面积：754*883PLL频综31版图例子(2009)版图例子(2009)面积很浪费!8-bitCurrent-steeringDAC32例:芯片版图例:芯片版图AVDDAVDD,AVSSAnalogPartDVDD,DVSSDigitalPart13-bit,8MspsPipelineDVSSAnalogPartpADC(2006)SMIC0.18umAnalogPartDecoupleCapppPADDriver&ESD33例：芯片版图片12-bit,270MspsPipelineADC(2010)ADC(2010)SMIC0.13um数模供电分离大量的电源布线和焊盘降低IRDrop和焊盘降低IRDrop和bondingwire寄生效应34五、芯片规格及封装五、芯片规格及封装•芯片面积•芯片面积–2×2mm21×22由于选课人数较多，总面积受限，请尽量将面积限制在1mmX1mm–1×2mm2–1×1mm2•封装标准：–18～28脚双列直插–或PCB上直接bonding(COB)35五、芯片规格及封装在完成版图设计后提交封装图在完成版图设计后，还须根据自己所选用的封装形式提供相应的封装图，封装图的作用是告诉封装人员芯片上的封装人员芯片上的焊盘与管壳上的管脚应该如何一一对应连接应连接36封装图例子封装图例子