《微電子概論（第3版）IntroductiontoMicroelectronics郝躍賈新章史江一》SecondEdition1.3.1電路系統設計1.3集成電路制造特點和本書學習要點目錄

1.3.2電路設計與版圖優化

1.3.3集成電路的加工制造

1.3.4集成電路的封裝

1.3.5集成電路的測試和分析1.3.1電路系統設計系統設計：根據電路系統的指標要求，構成可集成化的集成電路系統。設計方法：全定制，從零開始；半定制，利用已有單元、電路拼接/裁剪/配置形成電路系統。集成電路設計研制分5個階段：電路系統設計、版圖設計和優化、集成電路芯片加工制造、集成電路封裝、成品測試和分析1.3.2電路設計與版圖優化版圖優化是將設計好的電路系統轉化為物理版圖的過程。以電路設計與版圖優化為中心的集成電路設計技術經歷了四代：①20世紀70-80年代，計算機輔助設計（CAD）階段，以版圖輸入、設計檢查為特點②80年代中期，門陣列/標準單元設計階段，以網表輸入、仿真驗證、自動布局布線、單元電路庫為特點③80年代末，高層次行為描述、行為仿真、綜合優化設計模式階段，以自頂向下（Top-down）的系統設計為主要特征④90年代中期，以CPU類IP為核心的集成系統設計方法（SoC）1.3.2電路設計與版圖優化版圖設計和優化的結果會極大影響集成電路的性能、功耗、面積、可靠性等指標，而設計一款好的芯片版圖需要半導體物理知識支撐。學習要點：第2章介紹集成電路器件物理的基礎知識；第3章分析集成電路制造工藝過程；

第4章介紹雙極集成電路和MOS集成電路的設計，包括兩類集成電路版圖結構和基本設計方法；第5章微電子系統設計介紹構成集成電路的基礎單元與設計方法；第6章分別介紹數字、模擬、射頻3類集成電路自動化設計方法。1.3.3集成電路的加工制造加工制造是將設計好的版圖，通過工藝加工最終形成集成電路芯片。核心要點：在半導體材料的表面生長一層氧化層，采用光刻技術在SiO2層刻出窗口，利用SiO2對雜質的掩蔽特性，實現Si中的選擇性摻雜，形成所需元器件。然后金屬將元器件按要求連接，實現集成電路制造代工廠：集成電路的專用加工線（TSMC、SMIC等）發展趨勢：隨著工藝尺寸的不斷縮小，電路門延遲越來越小，互連線延遲逐漸增大，在深亞微米及納米階段，互連延遲已顯著大于門延遲，需要對布線進行幾何優化，并在工藝上降低互連線的電阻率以及線間和層間電容（第3章）。1.3.4集成電路的封裝封裝是集成電路管芯加工完之后的組裝工藝。包括晶片減薄、劃片、芯片粘接、鍵合、封裝等趨勢：管腳數量、密度越來越大；功耗增加，散熱性能要求高；頻率要求越來越高。TSV、3D、Chiplet常見封裝：TO金屬封裝、TO塑料封裝、SOT塑料封裝、雙列直插塑料封裝（PDIP）、雙列直插陶瓷封裝（CDIP）、扁平封裝（QFP、QFC）、柵狀陣列（PGA）、球柵陣列（BGA）、塑料無引線載體（PLCC）、塑料扁平四邊帶引線封裝（QFP）、陶瓷無引線芯片載體（LCCC）等。1.3.5集成電路的測試和分析測試分類：在集成電路制造圓片階段的測試稱為中測（中間測試），電路封裝好以后的測試稱為成測（