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青 岛 科 技 大 学

本 科 毕 业 实 习 （报 告）

实习地点：__________________________________ 青软实训 实习名称：__________________________________ 集成电路版图设计

指导教师__________________________ 学生姓名__________________________ 学生学号 0708040207 __________________________

_______________________________信息学院 院（部）集成电路设计与集成系统____________________________ 专业 072 ________________班

___2011___ 年 ___3 月 _19_日

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学 生 实习名称 实习地点 实习目的 一、实习地点简介 集成电路版图设计 指导教师 实习时间 青软实训 2011.3.1-2011.3.18 学习反相器、锁存器和触发器的版图设计 青岛软件园软件人才实训服务中心（简称“青软实训”），隶属于青岛软件园管理办公室，是软件园下属以“软件实训”为核心业务、以人力资源增值服务为特点的专业化培训和人力资源服务机构，青软实训以企业需求为核心，与高校紧密合作，作为对现有高校软件人才培养体系的补充，面向具有良好理论基础但缺乏实战经验的学生，通过设立在青岛软件园、高校、企业的三级实习基地，为学员提供与企业接轨的管理、开发环境，采用微软、IBM、北软教育提供的先进的实践型课程体系，帮助学生积累实践经验，提高技术技能，满足企业需求，并建立起学员、企业、高校、政府、跨国公司互动的交流平台。 青岛软件园下属的青岛集成电路设计产业化基地，服务全市，辐射山东，为集成电路设计企业提供优质的支撑服务，打造完善的集成电路产业链，最终在青岛形成集成电路设计产业基地。形成服务于集成电路设计的硬件、软件平台，为企业提供高品质的技术平台服务；联合世界级的集成电路设计平台提供商、驻青高校，实施集成电路设计人才专业化培训，为青岛市集成电路产业发展提供人才支撑；为企业发展提供政策、资金、技术、人才的全方位扶持，培育和扶持了一批具有自主知识产权的IC设计企业，形成产业聚集。搭建了集成电路设计平台，计划投资1.5亿人民币。建有1个EDA中心机房，5个EDA设计室，并提供MPW服务，与Cadence、Synopsys、Magma、Mentor合作搭建EDA平台及培训中心，全套引进了Cadence公司包括高校版在内的集成电路设计软件，以最低廉的成本提供给各相关企业使用。二、集成电路版图设计版图设计和工具的认知 1、什么是集成电路版图设计 版图设计是IC产品设计中重要的一环！IC版图设计主要通过EDA设计工具，进行集成电路后端的版图设计和验证，最终产生送交供集成电路制造用的GDSII数据。简单的说，版图设计就是按照线路的要求和一定的工艺参数，设计出元件的图形并进行排列互连，以设计出一套供IC制造工艺中使用的光刻掩膜版的图形，称为版图或工艺复合图。其依据：一定功能的电路结构；一定的工艺规则；可制造性。 版图设计是制造IC的基本条件，版图设计是否合理对成品率、电路性能、可靠性影响很大。版图设计错了，就一个电路也做不出来。版图设计不合理，则电路性能和成品率将受到很大影响。 2、什么是设计规则 IC版图设计中最重要的概念之一是设计规则，它是决定芯片尺寸的重要因素，直接关系到芯片设计的成败，设计规则是集成电路版图设计必须遵守的规则。它是指考虑器件在正常工作的条件下，根据实际工艺水平(包括光刻特性、刻蚀能力、对准容差等)和成品率要求，给出的一组同一工艺层及不同工艺层之间几何尺寸的限制，主要包括线宽、间距、覆盖、露头、凹口、面积等规则，分别给出它们的最小值，以防止掩膜图形的断裂、连接和一些不良物理效应的出现。它主要有两种格式：1、以?为单位也叫做“规整格式”：把大多数尺寸（覆盖，出头等等）约定为?的倍数。?与工艺线所具有的工艺分辨率有关，线宽偏离理想特征 1

尺寸的上限以及掩膜版之间的最大套准偏差，一般等于栅长度的一半。它的优点是版图设计独立于工艺和实际尺寸。2、以微米为单位也叫做“自由格式” ：每个尺寸之间没有必然的比例关系，以提高每一尺寸的合理度。目前一般双极集成电路的研制和生产，通常采用这类设计规则。在这类规则中，每个被规定的尺寸之间，没有必然的比例关系。这种方法的好处是各尺寸可相对独立地选择，可以把每个尺寸定得更合理，所以电路性能好，芯片尺寸小。缺点是对于一个设计级别，就要有一整套数字，而不能按比例放大、缩小。 在本次实习中，使用的设计过则是Winbond的HiCMOS 0.5um 3.3V LOGIC DESIGN RULES, 其process route 为C054FI.。 3、集成电路版图设计工具 著名的提供IC 版图设计工具的公司有Cadence、、Synopsys、Magma、Mentor。Synopsys的优势在于其逻辑综合工具，而Cadence和Mentor则能够在设计的各个层次提供全套的开发工具。在晶体管级和基本门级提供图形输入工具的有Cadence的composer、Viewlogic公司的viewdraw。专用的IC综合工具有synopysys的design compiler和Behavia的compiler，Synopsys的synplify ASIC，Cadence的synergy。随着IC集成度的日益提高，线宽的日益缩小，晶体管的模型日益复杂，电路仿真变得更加重要，Spice是著名的模拟电路仿真工具。此外，还有一些IC版图工具，如自动布局布线（Auto plane & route）工具、版图输入工具、物理验证工具（Physical validate）和参数提取（LVS）工具。一些公司如Advantage、Dsp builder、Sopc builder、System generator等还推出了一些开发套件和专用的开发工具。在本次集成电路版图设计实习中，使用的版图设计工具是Cadence的virtuoso工具和calibre（版图验证）工具、lvs工具等。另外tanner的版图工具也是业界比较常用的。 三、集成电路版图设计的实习内容 1、反相器版图设计 (1) 反相器的工作原理： CMOS反相器由一个P沟道增强型MOS管和一个N沟道增强型MOS管串联组成。通常P沟道MOS管作为负载管，N沟道MOS管作为输入管。两个MOS管的开启电压VGS(th)P<0， VGS(th)N >0，通常为了保证正常工作，要求VDD>|VGS(th)P|+VGS(th)N。若输入I为低电平(如0V)，则负载管PMOS导通，输入管NMOS截止，输出电压接近VDD；若输入I为高电平(如VDD)，则输入管NMOS导通，负载管PMOS截止，输出电压接近0V。 CMOS反相器的电路原理图 CMOS反相器的版图

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