集成电路版图设计项目化教程（第2版）

　　《集成电路版图设计项目化教程（第2版）》按照职业教育新的教学改革要求，根据微电子行业岗位技能的实际需要，以“集成电路版图设计”这一工作任务为主线，结合编者多年的企业与教学经验，以及本课程项目化内容改革成果进行修订编写。《集成电路版图设计项目化教程（第2版）》分3个模块进行介绍，模块1主要介绍集成电路版图设计基础，包括集成电路版图设计分类、方法与工具、UNIX/Linux操作系统及虚拟机的使用，集成电路设计软件基本操作，常用元器件的版图等；模块2介绍CMOS基本逻辑门、CMOS复合逻辑门、CMOS D触发器的版图设计与验证，标准单元版图设计基础等；模块3以行业内典型的数模混合集成电路――D508为例，详细介绍CMOS集成电路设计项目准备、模拟电路的全定制版图设计、数字标准单元的设计、基于标准单元的布局布线等。在以上介绍过程中突出项目化的概念，包含项目设计过程中遇到的技术问题、解决方法和经验总结等；举例说明实施项目化版图设计教学或产品设计所需要构建的软硬件系统等实用性内容；列出设计过程所用的各种数据，以及如何进行这些数据的保存、完成版图设计后如何进行数据处理等。《集成电路版图设计项目化教程（第2版）》为全国高等职业本专科院校相应课程的教材，也可作为开放大学、成人教育、自学考试、中职学校、培训班的教材，以及微电子工程技术人员的参考工具书。

　　居水荣 教授/研究员级高工，毕业于西安电子科技大学半导体器件与微电子学专业，后在大型企业从事集成电路开发设计与研发管理工作，实践经验非常丰富，现在江苏信息职业技术学院微电子教研室从事教研工作，有多项教研成果和著作出版

第1章　集成电路及版图设计概念、方法与工具\t1
1．1　集成电路的制造和设计概念\t2
1．1．1　集成电路的概念与产品\t2
1．1．2　集成电路的制造流程\t3
1．1．3　集成电路的设计要求\t4
1．1．4　集成电路的设计流程\t5
1．1．5　集成电路设计的分类\t5
1．2　集成电路版图设计的概念和方法\t6
1．3　集成电路版图设计工具\t8
1．3．1　集成电路版图的识别\t8
1．3．2　集成电路版图分析软件\t9
1．3．3　全定制版图设计软件\t9
1．3．4　标准单元版图设计软件\t9
1．3．5　版图验证及工具\t10
思考与练习题1\t11
第2章　UNIX/Linux操作系统和虚拟机的使用\t12
2．1　集成电路设计的环境\t13
2．1．1　工作站与PC\t13
2．1．2　UNIX与Linux系统\t13
2．2　常用集成电路设计系统\t15
2．2．1　使用工作站服务器上的Linux版本软件\t15
2．2．2　使用PC服务器上的软件\t17
2．3　虚拟机系统\t17
2．3．1　虚拟机的启动和关闭\t18
2．3．2　PC本机数据和虚拟机之间的数据传递\t19
2．4　Linux常用命令和编辑工具\t22
2．4．1　Linux常用命令\t22
2．4．2　文本编辑器\t22
思考与练习题2\t24
第3章　集成电路设计软件基本操作\t25
3．1　Cadence软件的启动及设置\t26
3．1．1　启动Cadence软件\t26
3．1．2　启动设置\t27
3．2　库文件的建立\t28
3．2．1　库和库文件\t28
3．2．2　建立库的两种方法\t29
3．3　Library管理和报警处理\t30
思考与练习题3\t34
第4章　常见元器件的版图\t38
4．1　电阻版图\t36
4．1．1　集成电路中电阻的计算与绘制\t36
4．1．2　版图中电阻的分类\t37
4．2　电容版图\t39
4．2．1　集成电路中电容的测算\t39
4．2．2　MOS集成电路中常用的电容\t41
4．3　二极管、三极管版图\t42
4．3．1　二极管版图\t42
4．3．2　三极管版图\t43
4．4　MOS场效应管的结构和版图\t44
4．4．1　MOS场效应管的结构\t44
4．4．2　MOS场效应管版图\t44
思考与练习题4\t45
第5章　CMOS基本逻辑门的版图设计与验证\t46
5．1　基本逻辑门schematic电路设计\t47
5．1．1　基本逻辑门的工作原理\t47
5．1．2　基本逻辑门的电路图绘制\t49
5．2　CMOS反相器版图绘制\t53
5．2．1　版图的设计规则\t53
5．2．2　建立版图文件\t55
5．2．3　绘制版图\t56
5．3　反相器版图提取及物理验证\t62
5．3．1　版图设计规则验证DRC\t62
5．3．2　版图提取EXT\t65
5．3．3　电路版图对比LVS\t66
5．4　CMOS与非门版图绘制\t68
5．4．1　设计单元库的建立\t68
5．4．2　元器件的摆放和布局布线\t69
5．5　与非门版图物理验证\t71
5．5．1　与非门版图DRC验证\t71
5．5．2　与非门版图的提取与LVS\t72
5．5．3　版图中标签与Pin端口的添加\t73
5．5．4　利用LVS验证工具分析版图网表\t76
5．6　CMOS或非门版图绘制\t77
思考与练习题5\t78
第6章　CMOS复合逻辑门的版图设计与验证\t79
6．1　CMOS复合逻辑门的电路设计\t80
6．1．1　三端和四端MOS器件\t80
6．1．2　复合逻辑门的初步设计\t81
6．1．3　复合逻辑门的优化设计\t82
6．2　CMOS复合逻辑门的版图绘制\t83
6．2．1　MOS器件的衬底电位版图实现\t83
6．2．2　LSW图层的添加和修改\t85
6．2．3　复合逻辑门版图的布局、布线方法\t89
6．2．4　根据电路绘制复合逻辑门版图\t90
6．3　CMOS复合逻辑门的版图验证\t90
6．3．1　版图Dracula DRC验证\t91
6．3．2　版图Dracula LVS验证\t97
6．4　其他类型CMOS复合逻辑门的版图绘制\t104
6．4．1　与或非门的版图设计\t104
6．4．2　或与非门的版图设计\t104
思考与练习题6\t105
第7章　CMOS D触发器的版图设计与验证\t106
7．1　CMOS D触发器电路设计\t107
7．1．1　CMOS电路的symbol视图建立\t107
7．1．2　电路设计的层次化\t109
7．1．3　低级电路层次视图Descend View的观察\t111
7．1．4　与非门构建CMOS D触发器的电路原理\t112
7．1．5　传输门与反相器构建的主从边沿触发器\t112
7．2　CMOS D触发器和边沿触发器的版图设计\t115
7．2．1　CMOS D触发器的版图设计\t115
7．2．2　CMOS边沿触发器的版图设计\t116
7．3　基于Calibre工具进行触发器版图验证\t116
7．3．1　Calibre工具的特点与支持产品\t116
7．3．2　触发器的Calibre DRC验证\t118
7．3．3　触发器单元的Calibre LVS验证\t122
思考与练习题7\t128
第8章　标准单元版图设计\t129
8．1　标准单元及布局布线基本原理\t130
8．1．1　标准单元库的基本概念\t130
8．1．2　两种基本布线原理\t131
8．1．3　为满足布局布线要求需遵循的规则及网络概念\t133
8．1．4　网格间距的确定\t134
8．2　标准单元的建立原则\t135
8．2．1　标准单元的高度和宽度原则\t136
8．2．2　标准单元的其他原则\t137
思考与练习题8\t142
第9章　CMOS集成电路D508设计项目准备\t143
9．1　D508设计项目总体情况与设计策略\t144
9．1．1　D508设计项目的基本情况\t144
9．1．2　D508项目的版图设计策略\t144
9．2　D508项目逻辑图的准备\t145
9．2．1　逻辑图输入工具启动\t145
9．2．2　一个传输门逻辑图及符号的输入流程\t146
9．2．3　D508项目单元逻辑图的准备\t147
9．2．4　D508项目总体逻辑图的准备\t151
9．3　D508项目版图设计准备\t153
9．3．1　设计规则的准备\t153
9．3．2　工艺文件的准备\t154
9．3．3　显示文件的准备\t154
9．4　版图设计步骤及操作\t156
9．4．1　版图输入基本设置\t156
9．4．2　反相器逻辑和工艺层次之间的关系\t158
9．4．3　反相器的版图输入\t160
9．5　高级版图设计技术\t162
9．5．1　层次化设计\t162
9．5．2　利用PDK进行版图设计\t166
思考与练习题9\t169
第10章　D508项目模拟部分的全定制版图设计\t170
10．1　模拟模块的版图设计\t171
10．1．1　上电复位模块的版图设计\t171
10．1．2　振荡器模块的版图设计\t174
10．1．3　上下拉电路的版图设计\t178
10．1．4　大驱动器的版图设计\t179
10．2　模拟部分版图总拼及优化\t182
10．2．1　模拟部分版图的总拼\t182
10．2．2　为满足工艺要求所做的优化\t183
10．3　芯片可靠性及I/O单元版图设计\t185
10．3．1　芯片的可靠性\t185
10．3．2　I/O单元设计\t187
思考与练习题10\t195
第11章　D508项目标准单元的设计\t197
11．1　标准单元的建立原则\t198
11．1．1　pitch的确定\t198
11．1．2　标准单元建立的考虑因素\t199
11．1．3　标准单元建立的步骤和比较\t200
11．2　逻辑门标准单元的设计\t203
11．2．1　反相器单元设计\t203
11．2．2　与非门单元设计\t203
11．2．3　或非门单元设计\t204
11．2．4　与或非门单元设计\t205
11．2．5　或与非门单元设计\t206
11．3　其他标准单元的设计\t207
11．3．1　数据选择器单元设计\t207
11．3．2　锁存器单元设计\t208
11．3．3　触发器单元设计\t210
思考与练习题11\t212
第12章　D508项目基于标准单元的布局布线\t213
12．1　版图整体布局的考虑\t214
12．1．1　I/O PAD的布局\t214
12．1．2　模块的布局\t215
12．2　项目电源/地线的规划\t215
12．2．1　电源/地线规划的普遍原则\t215
12．2．2　项目电源/地线的规划图\t217
12．3　项目时钟信号线的规划\t217
12．3．1　时钟网络的结构\t217
12．3．2　时钟信号的规划\t218
12．4　为满足布局布线要求所做的逻辑修改和版图设计\t218
12．4．1　延时单元\t218
12．4．2　掩膜选项\t220
12．4．3　数字模块中的模拟单元\t221
12．5　项目的布局布线\t222
12．5．1　Astro布局布线的数据准备和流程\t222
12．5．2　采用Astro进行布局布线\t224
12．5．3　D508项目布局布线结果\t228
12．6　项目的数据结构\t229
12．6．1　逻辑相关数据\t229
12．6．2　版图相关数据\t230
12．7　项目的版图数据处理\t230
思考与练习题12\t234