基于Tanner的集成电路版图设计技术/高职高专“十三五”规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘畅 著

图书标签:

• 集成电路
• 版图设计
• Tanner
• 高职高专
• 教材
• 电子工程
• 模拟电路
• 数字电路
• EDA
• 高职教育
• 十三五规划

出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560646329

版次：1

商品编码：12216935

包装：平装

丛书名： 高职高专“十三五”规划教材

开本：16开

出版时间：2017-10-01

用纸：胶版纸

内容简介

　　本书以Tanner版图设计软件为平台，结合企业实际需求，采用项目式的方式进行编写。全书分为三大模块，共8章，主要内容包括：集成电路设计前沿技术、CMOS集成电路版图设计基础、Tanner的S-Edit(电路图编辑器)、Tanner的L-Edit(版图编辑器)、Tanner的T-Spice(仿真编辑器)、CMOS与非门的版图设计实例、CMOS或非门的版图设计实例、CMOS复合逻辑门的版图设计实例。
　　本书选材合理、文字叙述清楚，可作为高职高专电子、通信类相关专业的教材，也可作为集成电路版图设计人员的参考书，亦可供版图设计培训班的学员作为培训教材来使用。

前言/序言

　　集成电路技术是电子信息技术的核心和基础，而集成电路版图设计是集成电路技术不可或缺的一个环节，它搭建了电路设计与集成电路芯片制造之间的桥梁。版图设计工程师为专业版图设计人员，主要负责通过EDA设计工具进行集成电路后端的版图设计和验证，最终产生供集成电路制造用的GDSII数据。因此，一个优秀的版图设计者，对于集成电路行业来说至关重要。
　　集成电路版图设计是一门技术，更是一门艺术，它不仅需要版图设计者具有电路原理与工艺制造的基础知识，更需要设计者具有想象力和创造力。对于设计者来说，设计出正确的集成电路版图并不困难，但是要设计出性能高、功耗低、可靠性高的电路版图，就需要通过长期的工作经验和知识的积累以及不断地对集成电路发展前沿技术的关注来实现。
　　本书采用模块化的教学方式，实行“四个结合”，即：先进性与实用性相结合、系统性与针对性相结合、课堂授课与技能操作相结合、课堂讨论与调查研究相结合，强调案例教学、互动教学、操作能力实训教学，从而使学生学以致用。
　　全书分为三大部分，共8章。第一部分介绍集成电路版图设计前沿技术和CMOS集成电路版图设计基础知识；第二部分介绍Tanner版图设计软件；第三部分以具体的CMOS集成电路版图设计为例，按照现阶段集成电路版图设计的流程，对功能定义、电路设计、版图设计、物理验证、仿真验证等环节进行详细的阐述，并提供详细的操作步骤。在本书最后的附录中还介绍了Tanner的常用快捷键。
　　主编刘畅对本书的编写思路和大纲进行了总体策划，并完成了全书的编写；副主编孟祥忠、李宗宝、许毅对本书提出了很多建设性的意见，并审核、校对了全书。在此向为本书出版做出贡献的朋友们一并表示感谢。
　　由于编者水平有限，加之时间紧迫，书中疏漏之处在所难免，恳请广大读者批评指正。
　　编者
　　2017年4月

《集成电路版图设计实用教程》 内容梗概 本书是一本面向高等职业技术学院学生的集成电路版图设计实用教程。教材旨在为读者系统介绍集成电路（IC）版图设计的核心概念、流程、技术和工具，使其能够掌握从电路原理图到物理版图的转化，并具备独立完成简单集成电路版图设计的能力。全书围绕集成电路设计的实际应用需求展开，理论与实践相结合，注重培养学生的工程实践能力和问题解决能力。 第一章 绪论 本章将带领读者走进集成电路的世界，了解其基本构成、发展历程以及在现代社会中的重要地位。我们将探讨集成电路的分类，重点介绍模拟集成电路和数字集成电路的特点和应用领域。在此基础上，我们将引入集成电路设计的概念，并详细阐述版图设计在整个集成电路设计流程中所处的关键环节。读者将初步了解版图设计的意义，明白版图设计是实现集成电路功能的最终物理形态，直接关系到芯片的性能、功耗、面积以及可制造性。最后，本章将介绍本书的学习目标和内容安排，为后续章节的学习打下坚实的基础。 第二章 集成电路工艺基础 在进行版图设计之前，深入理解集成电路的制造工艺至关重要。本章将系统介绍当前主流的集成电路制造工艺，包括但不限于CMOS工艺。我们将详细讲解晶体管（MOSFET）的结构和工作原理，重点阐述其栅极、源极、漏极、衬底等关键区域在版图设计中的体现。此外，本章还将深入剖析半导体制造流程中的关键步骤，例如光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积、金属互连等，并解释这些工艺步骤如何影响版图设计规则（DRC）的制定。读者将学习到不同工艺层（如多晶硅层、扩散层、金属层、通孔层等）的物理特性和设计约束，为后续版图的正确绘制提供工艺指导。 第三章 版图设计规则（DRC） 版图设计规则是集成电路设计领域的核心约束，它规定了版图几何图形之间必须满足的最小间距、最小宽度等参数，以确保芯片在实际制造过程中能够正确成型且正常工作。本章将详细讲解版图设计规则的重要性，并分类介绍不同类型的DRC，例如： 最小尺寸规则（Minimum Dimension Rules）： 规定了各类图形（如金属线、多晶硅线、扩散区）的最小允许宽度。 最小间距规则（Minimum Spacing Rules）： 规定了同类或不同类图形之间必须保持的最小间距，以防止短路或开路。 邻近规则（Proximity Rules）： 考虑了图形之间相互影响的效应，例如两个扩散区之间的最小距离，以避免形成寄生效应。 通孔规则（Via Rules）： 规定了通孔的大小、形状以及与周围图形的最小间距，确保不同金属层之间的可靠连接。 隔离规则（Isolation Rules）： 确保不同器件（如NMOS和PMOS）之间有足够的隔离，以防止漏电和串扰。 本章还将介绍DRC的来源，即与特定的制造工艺（如0.35微米、0.18微米等）相关联，并且不同工艺节点下DRC参数会有显著差异。通过本章的学习，读者将深刻理解DRC在版图设计中的约束作用，并学会如何查阅和应用DRC文档。 第四章 标准单元（Standard Cell）的版图设计 标准单元是数字集成电路设计的基础构件，由一系列基本的逻辑门（如AND, OR, NOT, NAND, NOR等）和存储单元（如D触发器）组成。本章将详细介绍标准单元的版图设计方法。我们将从最基本的标准单元（如反相器）开始，一步步讲解其版图的绘制过程，包括： 器件的布局（Placement）： 如何在给定的高度（通常为标准单元的高度）内合理布局NMOS和PMOS晶体管，并考虑其与P-Well/N-Well的匹配。 电源和地线的连接： 如何设计贯穿整个标准单元的电源（VDD）和地（VSS）金属线，并确保与晶体管的栅极、源极、漏极进行有效连接。 信号线的连接： 如何通过多晶硅线和金属线连接不同逻辑门之间的输入和输出信号。 通孔的设计： 如何在必要时使用通孔连接不同层级的金属线。 标准单元的结构要求： 讲解标准单元版图的通用结构，例如统一的高度，与衬底（P-Well/N-Well）的对齐，以及输入输出端口的标准化等。 通过本章的学习，读者将掌握构建和理解标准单元版图的基本原理，为后续复杂电路的版图设计奠定基础。 第五章 版图提取与后级设计（Layout Extraction and Post-Layout Design） 集成电路设计并非孤立的版图绘制，还需要在版图设计完成后进行一系列的验证和分析，以确保设计的正确性和性能。本章将重点介绍版图提取（Layout Extraction）及其在后级设计中的应用。 版图提取的概念： 解释版图提取是如何将物理版图信息转化为电路网表（Netlist）或网表信息，并提取出寄生参数（如电阻、电容、电感）。 寄生参数的提取： 详细讲解如何从版图中提取出互连线电阻、走线间耦合电容、衬底电容等寄生效应。 寄生参数对电路性能的影响： 分析这些寄生参数如何影响电路的速度、功耗、信号完整性等关键性能指标。 后级设计流程： 介绍基于版图提取的后级设计流程，包括： 延时计算（Delay Calculation）： 利用提取的寄生参数和电路模型，计算信号在电路中的传播延时。 功耗分析（Power Analysis）： 评估电路的静态和动态功耗。 信号完整性分析（Signal Integrity Analysis）： 检查是否存在串扰、地弹、电源噪声等问题。 版图规则检查（DRC）和版图与原理图一致性检查（LVS）： 强调在设计流程的最后阶段，对版图进行严格的DRC和LVS检查，确保版图符合制造规则且与原理图完全一致，这是流片前必须完成的关键步骤。 本章将强调版图提取和后级分析在确保芯片最终性能和良率中的不可或缺的作用。 第六章 版图设计实践与技巧 本章将侧重于集成电路版图设计的实际操作和工程实践中的宝贵技巧。我们将介绍常用的版图设计工具的基本操作，例如如何打开和创建工程、导入网表、绘制图形、进行测量、添加标记等。 设计流程的实践： 引导读者通过实际案例，完成一个简单的集成电路模块的版图设计，从原理图导入，到版图的绘制，再到DRC和LVS的检查。 版图设计的优化技巧： 讲解如何通过合理的布局、布线和器件摆放来优化版图的面积、功耗和性能。例如： 布局的考虑： 如何将逻辑功能相近的模块放置在一起，减少信号线长度。 布线的原则： 如何进行有效的布线，避免交叉、拥塞，并考虑信号的完整性。 器件的摆放： 如何根据工艺规则和性能要求，合理摆放晶体管。 时钟树和电源/地网的布设： 介绍构建高效时钟树和稳定电源/地网的常用方法。 常见的版图设计挑战与解决方法： 探讨在实际设计过程中可能遇到的问题，如DRC违例、LVS不通过、性能不达标等，并提供相应的分析和解决策略。 文档和报告的撰写： 指导读者如何规范地撰写设计文档和报告，记录设计过程和结果。 本章的目的是通过实践操作，巩固前述章节的理论知识，提升读者的版图设计动手能力和工程思维。 第七章 进阶主题与未来展望 为了拓展读者的视野，本章将简要介绍一些集成电路版图设计的进阶主题和行业发展趋势。 混合信号集成电路的版图设计： 简述混合信号电路（包含模拟和数字部分）版图设计的特殊考虑，例如模拟和数字部分的隔离、噪声耦合的抑制等。 射频（RF）集成电路的版图设计： 介绍RF电路版图设计的挑战，如寄生参数的敏感性、传输线效应、屏蔽设计等。 先进工艺节点下的版图设计： 讨论随着工艺节点的不断缩小，版图设计面临的新挑战，如量子效应、短沟道效应、三维器件结构等。 自动化设计（EDA）工具的发展： 简要介绍现代EDA工具在版图设计中的作用，如自动布局布线（APR）、版图后处理等，以及人工智能在EDA领域的应用前景。 集成电路产业的未来发展： 展望集成电路产业的未来发展方向，如物联网（IoT）、人工智能（AI）、5G通信等对版图设计提出的新要求。 本章旨在激发读者的学习兴趣，引导他们关注行业前沿，为未来的学习和职业发展指明方向。 总结 《集成电路版图设计实用教程》致力于为高职高专学生提供一个全面、实用、易于理解的版图设计学习平台。通过理论讲解、工艺剖析、规则解析、案例分析和实践操作，本书将帮助读者扎实掌握集成电路版图设计的核心技能，为他们在集成电路设计、制造、测试等相关领域的发展打下坚实的工程基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是让我眼前一亮，虽然我接触Tanner EDA软件也有一段时间了，但总觉得有些地方不够深入，或者说，理论与实践之间总隔着一层纱。这本教材的出现，恰好弥补了我的这一缺憾。它的编排逻辑非常清晰，从最基础的概念入手，逐步引导读者掌握Tanner EDA中各项核心功能的使用。我尤其喜欢其中关于版图规则检查（DRC）和版图与原理图提取（LVS）的部分，作者不仅讲解了规则的意义和设置方法，还结合了大量的实际案例，让我能够深刻理解不同设计节点下DRC/LVS检查的侧重点和常见错误。书中对衬底噪声、寄生效应的分析也十分到位，这些往往是新手容易忽略但又至关重要的部分。通过这本书的学习，我感觉自己在理解和解决版图设计中的疑难杂症方面有了质的飞跃，现在面对复杂的版图问题，不再是束手无策，而是能够有条不紊地进行分析和优化。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我一开始拿到这本书时，对“Tanner”这个名字并没有太深的印象，因为市面上相关的教材更多地会提及Cadence或Synopsys。但抱着尝试的心态翻阅后，我被它所展现出的系统性和专业性所折服。这本书并非简单地罗列Tanner软件的功能按钮，而是从集成电路版图设计的底层逻辑出发，层层递进地讲解。例如，在讲解版图迁移和层次化设计时，作者通过不同尺度的抽象，让读者理解如何在大规模集成电路中有效地组织和管理版图，这对于培养长远的工程思维至关重要。书中还涉及到了版图后仿真的相关内容，比如寄生参数提取和时序分析，这部分内容对于初学者来说是比较难掌握的，但这本书的处理方式非常巧妙，既有理论铺垫，又有实际操作指导，让我对版图质量的评估和优化有了更深的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的最大感受就是“落地”。作为一名从零开始学习版图设计的学生，面对复杂的EDA工具和抽象的设计概念，很容易感到迷茫。而这本教材则像一位经验丰富的导师，一步一步地引领我走出困境。它不仅仅是关于Tanner软件的使用说明书，更是一本关于如何进行高质量集成电路版图设计的“武功秘籍”。书中对各种设计约束的解释非常到位，比如如何根据信号的类型和频率来选择合适的布线方式，如何进行电源和地线的规划以减小压降和噪声，以及如何优化器件的布局以减少串扰。这些细节的处理，往往决定了最终芯片的性能和功耗。我还在书中学习到了如何进行设计规则的定制和验证，这对于应对不同工艺库和特殊设计需求非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

这是一本让我对集成电路版图设计技术有了全新认识的书籍。它不仅局限于Tanner EDA软件本身的操作技巧，更重要的是，它深入浅出地讲解了版图设计背后的原理和方法论。我尤其赞赏书中对信号完整性和电源完整性的论述，这些是高性能模拟和射频电路设计中不可或缺的考虑因素。作者通过具体的例子，清晰地展示了如何通过合理的版图布局和布线来抑制噪声、减小串扰，以及优化信号传输的质量。书中还介绍了一些高级的版图设计技巧，例如寄生参数建模和优化，以及一些防静电和抗闩锁的设计方法，这些内容对于提升版图设计的可靠性和鲁棒性具有重要意义。总而言之，这是一本内容充实、结构合理、极具学习价值的专业教材。

评分☆☆☆☆☆

作为一名高职高专的学生，在学习集成电路设计这样一个高度实践性的专业时，理论书籍往往会显得有些枯燥和脱节。然而，这本书却做到了理论与实践的高度统一。它以“十三五”规划教材的标准来编写，可见其内容的权威性和实用性。书中并没有一味地堆砌晦涩难懂的理论知识，而是将Tanner EDA这个强大的工具作为载体，将抽象的电路设计概念具象化。我特别欣赏书中对各个工艺流程的介绍，从最底层的材料特性，到晶体管的制作，再到整个版图的布局布线，都做了详尽的阐述。这让我能够更好地理解版图设计与实际制造过程之间的紧密联系，明白为什么某些设计规则如此重要，以及违背这些规则可能带来的严重后果。书中的图示非常丰富，各种流程图、原理图、版图示意图都清晰明了，大大降低了学习的门槛。