基於Tanner的集成電路版圖設計技術/高職高專“十三五”規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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劉暢 著

圖書標籤:

• 集成電路
• 版圖設計
• Tanner
• 高職高專
• 教材
• 電子工程
• 模擬電路
• 數字電路
• EDA
• 高職教育
• 十三五規劃

齣版社： 西安電子科技大學齣版社

ISBN：9787560646329

版次：1

商品編碼：12216935

包裝：平裝

叢書名： 高職高專“十三五”規劃教材

開本：16開

齣版時間：2017-10-01

用紙：膠版紙

內容簡介

　　本書以Tanner版圖設計軟件為平颱，結閤企業實際需求，采用項目式的方式進行編寫。全書分為三大模塊，共8章，主要內容包括：集成電路設計前沿技術、CMOS集成電路版圖設計基礎、Tanner的S-Edit(電路圖編輯器)、Tanner的L-Edit(版圖編輯器)、Tanner的T-Spice(仿真編輯器)、CMOS與非門的版圖設計實例、CMOS或非門的版圖設計實例、CMOS復閤邏輯門的版圖設計實例。
　　本書選材閤理、文字敘述清楚，可作為高職高專電子、通信類相關專業的教材，也可作為集成電路版圖設計人員的參考書，亦可供版圖設計培訓班的學員作為培訓教材來使用。

前言/序言

　　集成電路技術是電子信息技術的核心和基礎，而集成電路版圖設計是集成電路技術不可或缺的一個環節，它搭建瞭電路設計與集成電路芯片製造之間的橋梁。版圖設計工程師為專業版圖設計人員，主要負責通過EDA設計工具進行集成電路後端的版圖設計和驗證，最終産生供集成電路製造用的GDSII數據。因此，一個優秀的版圖設計者，對於集成電路行業來說至關重要。
　　集成電路版圖設計是一門技術，更是一門藝術，它不僅需要版圖設計者具有電路原理與工藝製造的基礎知識，更需要設計者具有想象力和創造力。對於設計者來說，設計齣正確的集成電路版圖並不睏難，但是要設計齣性能高、功耗低、可靠性高的電路版圖，就需要通過長期的工作經驗和知識的積纍以及不斷地對集成電路發展前沿技術的關注來實現。
　　本書采用模塊化的教學方式，實行“四個結閤”，即：先進性與實用性相結閤、係統性與針對性相結閤、課堂授課與技能操作相結閤、課堂討論與調查研究相結閤，強調案例教學、互動教學、操作能力實訓教學，從而使學生學以緻用。
　　全書分為三大部分，共8章。第一部分介紹集成電路版圖設計前沿技術和CMOS集成電路版圖設計基礎知識；第二部分介紹Tanner版圖設計軟件；第三部分以具體的CMOS集成電路版圖設計為例，按照現階段集成電路版圖設計的流程，對功能定義、電路設計、版圖設計、物理驗證、仿真驗證等環節進行詳細的闡述，並提供詳細的操作步驟。在本書最後的附錄中還介紹瞭Tanner的常用快捷鍵。
　　主編劉暢對本書的編寫思路和大綱進行瞭總體策劃，並完成瞭全書的編寫；副主編孟祥忠、李宗寶、許毅對本書提齣瞭很多建設性的意見，並審核、校對瞭全書。在此嚮為本書齣版做齣貢獻的朋友們一並錶示感謝。
　　由於編者水平有限，加之時間緊迫，書中疏漏之處在所難免，懇請廣大讀者批評指正。
　　編者
　　2017年4月

《集成電路版圖設計實用教程》 內容梗概 本書是一本麵嚮高等職業技術學院學生的集成電路版圖設計實用教程。教材旨在為讀者係統介紹集成電路（IC）版圖設計的核心概念、流程、技術和工具，使其能夠掌握從電路原理圖到物理版圖的轉化，並具備獨立完成簡單集成電路版圖設計的能力。全書圍繞集成電路設計的實際應用需求展開，理論與實踐相結閤，注重培養學生的工程實踐能力和問題解決能力。 第一章 緒論 本章將帶領讀者走進集成電路的世界，瞭解其基本構成、發展曆程以及在現代社會中的重要地位。我們將探討集成電路的分類，重點介紹模擬集成電路和數字集成電路的特點和應用領域。在此基礎上，我們將引入集成電路設計的概念，並詳細闡述版圖設計在整個集成電路設計流程中所處的關鍵環節。讀者將初步瞭解版圖設計的意義，明白版圖設計是實現集成電路功能的最終物理形態，直接關係到芯片的性能、功耗、麵積以及可製造性。最後，本章將介紹本書的學習目標和內容安排，為後續章節的學習打下堅實的基礎。 第二章 集成電路工藝基礎 在進行版圖設計之前，深入理解集成電路的製造工藝至關重要。本章將係統介紹當前主流的集成電路製造工藝，包括但不限於CMOS工藝。我們將詳細講解晶體管（MOSFET）的結構和工作原理，重點闡述其柵極、源極、漏極、襯底等關鍵區域在版圖設計中的體現。此外，本章還將深入剖析半導體製造流程中的關鍵步驟，例如光刻、刻蝕、離子注入、薄膜沉積、金屬互連等，並解釋這些工藝步驟如何影響版圖設計規則（DRC）的製定。讀者將學習到不同工藝層（如多晶矽層、擴散層、金屬層、通孔層等）的物理特性和設計約束，為後續版圖的正確繪製提供工藝指導。 第三章 版圖設計規則（DRC） 版圖設計規則是集成電路設計領域的核心約束，它規定瞭版圖幾何圖形之間必須滿足的最小間距、最小寬度等參數，以確保芯片在實際製造過程中能夠正確成型且正常工作。本章將詳細講解版圖設計規則的重要性，並分類介紹不同類型的DRC，例如： 最小尺寸規則（Minimum Dimension Rules）： 規定瞭各類圖形（如金屬綫、多晶矽綫、擴散區）的最小允許寬度。 最小間距規則（Minimum Spacing Rules）： 規定瞭同類或不同類圖形之間必須保持的最小間距，以防止短路或開路。 鄰近規則（Proximity Rules）： 考慮瞭圖形之間相互影響的效應，例如兩個擴散區之間的最小距離，以避免形成寄生效應。 通孔規則（Via Rules）： 規定瞭通孔的大小、形狀以及與周圍圖形的最小間距，確保不同金屬層之間的可靠連接。 隔離規則（Isolation Rules）： 確保不同器件（如NMOS和PMOS）之間有足夠的隔離，以防止漏電和串擾。 本章還將介紹DRC的來源，即與特定的製造工藝（如0.35微米、0.18微米等）相關聯，並且不同工藝節點下DRC參數會有顯著差異。通過本章的學習，讀者將深刻理解DRC在版圖設計中的約束作用，並學會如何查閱和應用DRC文檔。 第四章 標準單元（Standard Cell）的版圖設計 標準單元是數字集成電路設計的基礎構件，由一係列基本的邏輯門（如AND, OR, NOT, NAND, NOR等）和存儲單元（如D觸發器）組成。本章將詳細介紹標準單元的版圖設計方法。我們將從最基本的標準單元（如反相器）開始，一步步講解其版圖的繪製過程，包括： 器件的布局（Placement）： 如何在給定的高度（通常為標準單元的高度）內閤理布局NMOS和PMOS晶體管，並考慮其與P-Well/N-Well的匹配。 電源和地綫的連接： 如何設計貫穿整個標準單元的電源（VDD）和地（VSS）金屬綫，並確保與晶體管的柵極、源極、漏極進行有效連接。 信號綫的連接： 如何通過多晶矽綫和金屬綫連接不同邏輯門之間的輸入和輸齣信號。 通孔的設計： 如何在必要時使用通孔連接不同層級的金屬綫。 標準單元的結構要求： 講解標準單元版圖的通用結構，例如統一的高度，與襯底（P-Well/N-Well）的對齊，以及輸入輸齣端口的標準化等。 通過本章的學習，讀者將掌握構建和理解標準單元版圖的基本原理，為後續復雜電路的版圖設計奠定基礎。 第五章 版圖提取與後級設計（Layout Extraction and Post-Layout Design） 集成電路設計並非孤立的版圖繪製，還需要在版圖設計完成後進行一係列的驗證和分析，以確保設計的正確性和性能。本章將重點介紹版圖提取（Layout Extraction）及其在後級設計中的應用。 版圖提取的概念： 解釋版圖提取是如何將物理版圖信息轉化為電路網錶（Netlist）或網錶信息，並提取齣寄生參數（如電阻、電容、電感）。 寄生參數的提取： 詳細講解如何從版圖中提取齣互連綫電阻、走綫間耦閤電容、襯底電容等寄生效應。 寄生參數對電路性能的影響： 分析這些寄生參數如何影響電路的速度、功耗、信號完整性等關鍵性能指標。 後級設計流程： 介紹基於版圖提取的後級設計流程，包括： 延時計算（Delay Calculation）： 利用提取的寄生參數和電路模型，計算信號在電路中的傳播延時。 功耗分析（Power Analysis）： 評估電路的靜態和動態功耗。 信號完整性分析（Signal Integrity Analysis）： 檢查是否存在串擾、地彈、電源噪聲等問題。 版圖規則檢查（DRC）和版圖與原理圖一緻性檢查（LVS）： 強調在設計流程的最後階段，對版圖進行嚴格的DRC和LVS檢查，確保版圖符閤製造規則且與原理圖完全一緻，這是流片前必須完成的關鍵步驟。 本章將強調版圖提取和後級分析在確保芯片最終性能和良率中的不可或缺的作用。 第六章 版圖設計實踐與技巧 本章將側重於集成電路版圖設計的實際操作和工程實踐中的寶貴技巧。我們將介紹常用的版圖設計工具的基本操作，例如如何打開和創建工程、導入網錶、繪製圖形、進行測量、添加標記等。 設計流程的實踐： 引導讀者通過實際案例，完成一個簡單的集成電路模塊的版圖設計，從原理圖導入，到版圖的繪製，再到DRC和LVS的檢查。 版圖設計的優化技巧： 講解如何通過閤理的布局、布綫和器件擺放來優化版圖的麵積、功耗和性能。例如： 布局的考慮： 如何將邏輯功能相近的模塊放置在一起，減少信號綫長度。 布綫的原則： 如何進行有效的布綫，避免交叉、擁塞，並考慮信號的完整性。 器件的擺放： 如何根據工藝規則和性能要求，閤理擺放晶體管。 時鍾樹和電源/地網的布設： 介紹構建高效時鍾樹和穩定電源/地網的常用方法。 常見的版圖設計挑戰與解決方法： 探討在實際設計過程中可能遇到的問題，如DRC違例、LVS不通過、性能不達標等，並提供相應的分析和解決策略。 文檔和報告的撰寫： 指導讀者如何規範地撰寫設計文檔和報告，記錄設計過程和結果。 本章的目的是通過實踐操作，鞏固前述章節的理論知識，提升讀者的版圖設計動手能力和工程思維。 第七章 進階主題與未來展望 為瞭拓展讀者的視野，本章將簡要介紹一些集成電路版圖設計的進階主題和行業發展趨勢。 混閤信號集成電路的版圖設計： 簡述混閤信號電路（包含模擬和數字部分）版圖設計的特殊考慮，例如模擬和數字部分的隔離、噪聲耦閤的抑製等。 射頻（RF）集成電路的版圖設計： 介紹RF電路版圖設計的挑戰，如寄生參數的敏感性、傳輸綫效應、屏蔽設計等。 先進工藝節點下的版圖設計： 討論隨著工藝節點的不斷縮小，版圖設計麵臨的新挑戰，如量子效應、短溝道效應、三維器件結構等。 自動化設計（EDA）工具的發展： 簡要介紹現代EDA工具在版圖設計中的作用，如自動布局布綫（APR）、版圖後處理等，以及人工智能在EDA領域的應用前景。 集成電路産業的未來發展： 展望集成電路産業的未來發展方嚮，如物聯網（IoT）、人工智能（AI）、5G通信等對版圖設計提齣的新要求。 本章旨在激發讀者的學習興趣，引導他們關注行業前沿，為未來的學習和職業發展指明方嚮。 總結 《集成電路版圖設計實用教程》緻力於為高職高專學生提供一個全麵、實用、易於理解的版圖設計學習平颱。通過理論講解、工藝剖析、規則解析、案例分析和實踐操作，本書將幫助讀者紮實掌握集成電路版圖設計的核心技能，為他們在集成電路設計、製造、測試等相關領域的發展打下堅實的工程基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的最大感受就是“落地”。作為一名從零開始學習版圖設計的學生，麵對復雜的EDA工具和抽象的設計概念，很容易感到迷茫。而這本教材則像一位經驗豐富的導師，一步一步地引領我走齣睏境。它不僅僅是關於Tanner軟件的使用說明書，更是一本關於如何進行高質量集成電路版圖設計的“武功秘籍”。書中對各種設計約束的解釋非常到位，比如如何根據信號的類型和頻率來選擇閤適的布綫方式，如何進行電源和地綫的規劃以減小壓降和噪聲，以及如何優化器件的布局以減少串擾。這些細節的處理，往往決定瞭最終芯片的性能和功耗。我還在書中學習到瞭如何進行設計規則的定製和驗證，這對於應對不同工藝庫和特殊設計需求非常有幫助。

評分☆☆☆☆☆

這是一本讓我對集成電路版圖設計技術有瞭全新認識的書籍。它不僅局限於Tanner EDA軟件本身的操作技巧，更重要的是，它深入淺齣地講解瞭版圖設計背後的原理和方法論。我尤其贊賞書中對信號完整性和電源完整性的論述，這些是高性能模擬和射頻電路設計中不可或缺的考慮因素。作者通過具體的例子，清晰地展示瞭如何通過閤理的版圖布局和布綫來抑製噪聲、減小串擾，以及優化信號傳輸的質量。書中還介紹瞭一些高級的版圖設計技巧，例如寄生參數建模和優化，以及一些防靜電和抗閂鎖的設計方法，這些內容對於提升版圖設計的可靠性和魯棒性具有重要意義。總而言之，這是一本內容充實、結構閤理、極具學習價值的專業教材。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我一開始拿到這本書時，對“Tanner”這個名字並沒有太深的印象，因為市麵上相關的教材更多地會提及Cadence或Synopsys。但抱著嘗試的心態翻閱後，我被它所展現齣的係統性和專業性所摺服。這本書並非簡單地羅列Tanner軟件的功能按鈕，而是從集成電路版圖設計的底層邏輯齣發，層層遞進地講解。例如，在講解版圖遷移和層次化設計時，作者通過不同尺度的抽象，讓讀者理解如何在大規模集成電路中有效地組織和管理版圖，這對於培養長遠的工程思維至關重要。書中還涉及到瞭版圖後仿真的相關內容，比如寄生參數提取和時序分析，這部分內容對於初學者來說是比較難掌握的，但這本書的處理方式非常巧妙，既有理論鋪墊，又有實際操作指導，讓我對版圖質量的評估和優化有瞭更深的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本書真是讓我眼前一亮，雖然我接觸Tanner EDA軟件也有一段時間瞭，但總覺得有些地方不夠深入，或者說，理論與實踐之間總隔著一層紗。這本教材的齣現，恰好彌補瞭我的這一缺憾。它的編排邏輯非常清晰，從最基礎的概念入手，逐步引導讀者掌握Tanner EDA中各項核心功能的使用。我尤其喜歡其中關於版圖規則檢查（DRC）和版圖與原理圖提取（LVS）的部分，作者不僅講解瞭規則的意義和設置方法，還結閤瞭大量的實際案例，讓我能夠深刻理解不同設計節點下DRC/LVS檢查的側重點和常見錯誤。書中對襯底噪聲、寄生效應的分析也十分到位，這些往往是新手容易忽略但又至關重要的部分。通過這本書的學習，我感覺自己在理解和解決版圖設計中的疑難雜癥方麵有瞭質的飛躍，現在麵對復雜的版圖問題，不再是束手無策，而是能夠有條不紊地進行分析和優化。

評分☆☆☆☆☆

作為一名高職高專的學生，在學習集成電路設計這樣一個高度實踐性的專業時，理論書籍往往會顯得有些枯燥和脫節。然而，這本書卻做到瞭理論與實踐的高度統一。它以“十三五”規劃教材的標準來編寫，可見其內容的權威性和實用性。書中並沒有一味地堆砌晦澀難懂的理論知識，而是將Tanner EDA這個強大的工具作為載體，將抽象的電路設計概念具象化。我特彆欣賞書中對各個工藝流程的介紹，從最底層的材料特性，到晶體管的製作，再到整個版圖的布局布綫，都做瞭詳盡的闡述。這讓我能夠更好地理解版圖設計與實際製造過程之間的緊密聯係，明白為什麼某些設計規則如此重要，以及違背這些規則可能帶來的嚴重後果。書中的圖示非常豐富，各種流程圖、原理圖、版圖示意圖都清晰明瞭，大大降低瞭學習的門檻。