三维集成电路设计 9787111433514 机械工业出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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美华斯利斯，美伊比，缪旻，于民，金玉丰 著

图书标签:

• 三维集成电路
• 集成电路设计
• VLSI
• 半导体
• 电子工程
• 封装技术
• 3D IC
• 微电子学
• 电路设计
• 机械工业出版社

店铺： 花晨月夕图书专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111433514

商品编码：29336802681

包装：平装

出版时间：2013-09-01

基本信息

书名：三维集成电路设计

定价：58.00元

作者：(美)华斯利斯,(美)伊比,缪旻,于民,金玉丰

出版社：机械工业出版社

出版日期：2013-09-01

ISBN：9787111433514

字数：311000

页码：209

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.322kg

编辑推荐

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内容提要

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在21世纪的前十年结束时，基于三维集成技术的“摩尔定律”时代就悄然来临了。具备多个有源器件平面的三维集成电路(3一DIc)，有望提供结构紧凑、布线灵活、传输高速化且通道数多的互连结构，从而为Ic设计者们提供突破“互连瓶颈”的有效手段，而且还能够有效集成各种异质材料、器件和信号处理形式，成为三维集成技术发展的主要方向之一。本书是世界上三维集成电路设计方面的本专著，既有一定的理论深度，又有较高的可读性。它系统、严谨地阐释了集成电路三维集成的设计技术基础，包括3一DIC系统的工艺、互连建模、设计与优化、热管理、3一D电路架构以及相应的案例研究，提出了可以高效率解决特定设计问题的解决方案，并给出了设计方面的指南。

本书是一本的技术参考书，适用的读者范围包括：超大规模集成电路(VLSI)设计工程师，微处理器和系统级芯片的设计者以及相关电子设计自动化(EDA)软件的开发者，微机电及微系统集成方面的设计开发者，以及微电子行业中对未来技术走向高度敏感的管理者和投资者。本书也可以作为相关专业研究生的教材和教师的教辅参考书籍。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《微电子器件与电路基础》 一、内容概述 《微电子器件与电路基础》是一本系统介绍半导体微电子器件原理、制造工艺以及构成这些器件的基本集成电路设计理论的专业教材。本书旨在为读者打下坚实的微电子技术基础，使其能够深入理解现代电子系统的核心组成部分——集成电路（IC）的工作机制。全书围绕微电子技术发展的两条主线展开：一是微电子器件的物理原理与结构，二是利用这些器件构建功能电路的设计方法。 第一部分：微电子器件原理与制造 本部分聚焦于构成集成电路的最基本单元——半导体器件。我们将从固体物理的基础知识讲起，阐述半导体材料的电学特性，包括晶体结构、能带理论、载流子（电子与空穴）的产生与运动等。在此基础上，深入剖析各种关键微电子器件的物理模型、工作原理和伏安特性。 半导体基础： 详细介绍硅（Si）作为最主要的半导体材料，以及其掺杂（n型和p型）对载流子浓度的影响。讨论本征半导体和外延半导体的导电机制。 PN结： 这是几乎所有半导体器件的基础。我们将详细讲解PN结的形成、势垒电容、扩散电容，以及在外加正向偏压和反向偏压下的行为，如整流特性和击穿现象。 二极管： 基于PN结原理，介绍不同类型的二极管，包括普通PN结二极管、稳压二极管（齐纳二极管）、肖特基二极管、变容二极管、发光二极管（LED）和光电二极管等。分析它们的结构、工作特点和应用。 双极型晶体管（BJT）： 深入讲解BJT的结构（NPN和PNP）、工作区域（截止、放大、饱和）、载流子传输过程、电流增益（β）以及输入输出特性曲线。介绍BJT作为放大器和开关的应用。 场效应晶体管（FET）： 重点介绍MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管），包括其结构（NMOS和PMOS）、工作原理（增强型和耗尽型）、阈值电压、跨导、漏极电流等。同时，也会简要介绍结型场效应晶体管（JFET）。MOSFET因其在CMOS集成电路中的主导地位，将占据较大的篇幅。 微电子制造工艺概述： 简要介绍集成电路制造过程中涉及的关键技术，如光刻（Photolithography）、刻蚀（Etching）、薄膜沉积（Thin Film Deposition）、离子注入（Ion Implantation）、化学机械抛光（CMP）等。这部分内容将帮助读者理解这些器件是如何在微米甚至纳米尺度上制造出来的，以及工艺参数对器件性能的影响。 第二部分：基本集成电路设计理论 在掌握了微电子器件的原理和特性后，本部分将引导读者学习如何利用这些器件构建功能性的集成电路。我们将从最基础的电路元件和分析方法开始，逐步过渡到数字电路和模拟电路的初步设计概念。 电路基本概念与分析： 回顾欧姆定律、基尔霍夫电压定律（KVL）和电流定律（KCL），以及节点电压法、网孔电流法等电路分析方法。介绍电阻、电容、电感等基本无源元件在集成电路中的实现方式和特点。 晶体管作为开关（数字电路基础）： 详细讲解BJT和MOSFET作为数字逻辑门电路中的开关元件。演示如何用晶体管构建基本的逻辑门（NOT, NAND, NOR）以及更复杂的逻辑功能。 CMOS逻辑电路： 深入分析互补金属氧化物半导体（CMOS）逻辑电路的结构、工作原理、低功耗特性、传播延迟以及噪声容限。这是现代数字集成电路设计的基础。 基本逻辑门与组合逻辑电路： 介绍各种基本逻辑门（AND, OR, NOT, XOR, XNOR）以及由它们组成的组合逻辑电路，如加法器、减法器、译码器、编码器、多路选择器、数据选择器等。 时序逻辑电路： 讲解存储元件（触发器，如SR, JK, D, T触发器）的概念和工作原理，以及由触发器构成的时序逻辑电路，如寄存器、计数器、移位寄存器等。 基本运算放大器（Op-amp）模型与应用： 引入运算放大器这一重要的模拟集成电路模块，介绍其理想模型和实际特性。讲解运放的基本应用，如反相比例器、同相比例器、加法器、减法器、积分器、微分器等。 简单模拟电路模块： 简要介绍其他基础的模拟电路模块，如电流镜（Current Mirror）、差分放大器（Differential Amplifier）以及它们在更复杂模拟集成电路中的作用。 集成电路设计流程初步： 介绍一个典型的集成电路设计流程，包括需求分析、系统级设计、逻辑设计、电路设计、版图设计、仿真验证、流片和测试等关键环节。 三、本书特色与目标读者 理论与实践结合： 本书在阐述器件原理和电路理论的同时，也尽可能地融入了与实际制造工艺和设计应用相关的背景知识，使读者对微电子技术的整体图景有更清晰的认识。 循序渐进，由浅入深： 体系结构清晰，从最基础的物理概念入手，逐步深入到复杂的器件和电路设计，适合具有一定理工科背景的读者。 覆盖核心知识： 紧密围绕微电子器件和基础集成电路设计，涵盖了当前电子信息领域最核心、最通用的知识点。 工程导向： 强调器件的物理实现和电路的功能构建，为读者理解并进一步学习更高级的集成电路设计（如数字IC设计、模拟IC设计、射频IC设计、FPGA设计等）打下坚实基础。 目标读者： 本书适合以下读者阅读： 1. 高等院校电子工程、微电子学、计算机科学与技术、自动化等相关专业的本科生和研究生。 2. 对微电子技术和集成电路设计感兴趣的工程技术人员。 3. 希望系统性了解半导体器件原理和集成电路基础知识的科研人员。 通过学习《微电子器件与电路基础》，读者将能够： 理解半导体材料的电学特性及其在器件中的应用。 掌握各种基本微电子器件（二极管、BJT、MOSFET）的工作原理、特性和制造工艺。 理解数字逻辑门电路和时序逻辑电路的基本构成和工作方式。 掌握集成电路设计的基本流程和核心概念。 为进一步学习更高级的集成电路设计和相关技术奠定坚实的理论基础。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，阅读这本书需要一定的耐心和基础知识储备。有些章节的数学推导和物理模型对我来说是全新的领域，我需要花费额外的时间去理解和消化。然而，正是这种挑战性，让我觉得这本书的价值所在。它不是一本浅尝辄止的书，而是真正深入到三维集成电路设计的“骨髓”之中。我尤其对书中关于“异构集成”和“系统级封装”的讨论印象深刻，这让我看到了三维设计在构建更强大、更灵活的计算系统方面的巨大潜力。这本书就像一位经验丰富的导师，引导我一步步走进这个充满机遇和挑战的领域。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格相对严谨，但又不失学术上的深度。我喜欢书中那种“知无不言，言无不尽”的态度，对于一些复杂的概念，作者会尝试用多种方式进行解释，并配以图示和公式，力求让读者能够真正理解。我特别欣赏书中关于“可靠性设计”的部分，在三维结构日益复杂的今天，如何保证芯片的长期稳定运行是一个巨大的挑战，而这本书则系统地梳理了相关的关键技术和设计考量。它让我意识到，三维集成电路的设计不仅仅是堆叠和互连，更是一个涉及到材料、制造、封装、测试等多个环节的系统工程。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对模拟电路设计有一定基础的工程师，我在这本书中找到了许多与我工作相关的切入点。例如，关于三维结构对模拟信号传输影响的分析，以及如何在垂直方向上优化模拟电路的布局和布线，这些内容都让我受益匪浅。书中不仅仅停留在理论层面，还涉及到了EDA工具的支持和仿真验证的方法，这对于实际的设计工作至关重要。我尝试着去理解书中介绍的一些高级概念，比如多物理场耦合仿真，这让我意识到三维设计需要跨学科的知识，并且对工具的依赖性更强。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《三维集成电路设计》之前，我对这块领域其实是有些模糊概念的，只知道它代表着集成电路设计的前沿方向，是未来芯片发展的重要趋势。这本书的出版，无疑为我这样希望深入了解的读者提供了一扇窗口。我翻开它，首先映入眼帘的是清晰的目录和结构，这让我对即将展开的学习旅程有了一个初步的预期。作者在开篇就点明了三维集成电路设计的核心优势，比如更高的集成度、更短的互连线带来的性能提升、以及在功耗方面的潜力。这些基础性的介绍，对于初学者来说非常友好，能够帮助我们快速建立起正确的认知框架。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节安排非常有条理，从基础理论到具体的实现技术，循序渐进。在阅读过程中，我尤其被书中关于“堆叠”和“互连”的详细阐述所吸引。三维结构带来的挑战，比如热管理、良率问题、以及如何高效地进行垂直互连，都被作者一一剖析。书中列举了许多实际的设计案例和技术细节，比如不同的堆叠技术（如TSV、WLP等）的优缺点，以及它们在不同应用场景下的适用性。我特别关注了关于“功耗优化”的章节，对于在越来越小的芯片空间内如何有效降低能耗，书中给出了不少启发性的思路和实用的技巧。