集成电路,俗称“芯片”,被广泛运用于电脑、手机、水利、电力等公共设施和军事设备上,是信息技术产业的核心,更是支撑经济社会发展和保障国家安全的先导性产业。我国作为集成电路的制造和消费大国,在全球集成电路中始终占据一席之地。国家目标的鞭策、税收政策的扶持,也极大促进了集成电路行业的发展。集成电路设计涉及面广,内容复杂,其中版图设计是集成电路物理实现的基础技术。在芯片设计中,接口单元、标准逻辑单元、模拟与混合信号模块、存储器等模块,所有这些模块的物理实现,全都离不开基本的版图设计。
目前,开设集成电路版图设计课程的高校数量很多。集成电路版图设计作为集成电路设计中的后端设计,教材的建设是非常重要的。本书对现有教学模式进行改革,优化以往集成电路版图设计的内容,采用项目化教学法,引入了线上课程、翻转课堂教学模式。采用循序渐进的方式,解决学生学习版图设计时面临的一些问题,从而获得更深层次的理解。通过本教材的学习,使学生掌握CMOS集成电路的基本单元电路结构和工作机理;熟悉IC制造典型工艺过程;掌握IC设计的基本流程和方法、版图设计与检查的方法与步骤;掌握IC版图设计常用软件工具使用,熟悉版图的层次及基本图形、版图设计的基本方法与常用技巧;了解芯片晶圆厂的工艺设计文件、熟悉版图设计基本规则,能最大限度利用规则优化版图面积,达到降低成本的目的;能够用专业化的语言和文字表述。从而达到培养学生具有集成电路版图设计的能力。
本课程的章节安排按照课程教学顺序制定。连贯性很强,每个项目的学习都为下一个项目的学习做了铺垫,建议不要跳跃式学习。项目1介绍常用Linux的发展和指令、集成电路版图设计与验证软件以及主流集成电路制造工艺;项目2介绍MOS管的版图设计和DRC验证以及版图设计规则;项目3介绍反相器的版图设计和LVS验证以及标准单元设计方法;项目4介绍各种常用逻辑门版图设计和标准单元设计准则以及电压比较器和SRAM版图设计;项目5介绍模拟基本器件电阻电容电感的版图设计方法;项目6介绍模拟版图的设计技术以及保护环Pcell版图的设计方法;项目7介绍放大器版图设计和后仿真以及MOS管的匹配设计技术;项目8介绍PNP晶体管版图和电压基准源版图设计和以及电阻版图匹配技术;项目9介绍ESD版图设计和PAD版图设计。
本课程可作为1+X“集成电路设计与验证”职业技能等级证书版图设计模块培训使用,建议项目1-3对应职业技能初级;项目4-5对应职业技能中级;项目6-9对应职业技能高级。