IC LAYOUT 设计基础

Layout主要工作注意事项●画之前的准备工作●与电路设计者的沟通●Layout 的金属线尤其是电源线、地线●保护环●衬底噪声●管子的匹配精度一、l ayout 之前的准备工作1、先估算芯片面积先分别计算各个电路模块的面积，然后再加上模块之间走线以及端口引出等的面积，即得到芯片总的面积。

2、Top-Down 设计流程先根据电路规模对版图进行整体布局，整体布局包括：主要单元的大小形状以及位置安排；电源和地线的布局；输入输出引脚的放置等；统计整个芯片的引脚个数，包括测试点也要确定好，严格确定每个模块的引脚属性，位置。

3、模块的方向应该与信号的流向一致每个模块一定按照确定好的引脚位置引出之间的连线4、保证主信号通道简单流畅，连线尽量短，少拐弯等。

5、不同模块的电源，地线分开，以防干扰，电源线的寄生电阻尽可能较小，避免各模块的电源电压不一致。

6、尽可能把电容电阻和大管子放在侧旁，利于提高电路的抗干扰能力。

二、与电路设计者的沟通搞清楚电路的结构和工作原理明确电路设计中对版图有特殊要求的地方包含内容：（1）确保金属线的宽度和引线孔的数目能够满足要求（各通路在典型情况和最坏情况的大小）尤其是电源线盒地线。

（2）差分对管，有源负载，电流镜，电容阵列等要求匹配良好的子模块。

（3）电路中MOS管，电阻电容对精度的要求。

（4）易受干扰的电压传输线，高频信号传输线。

三、layout 的金属线尤其是电源线，地线1、根据电路在最坏情况下的电流值来确定金属线的宽度以及接触孔的排列方式和数目，以避免电迁移。

电迁移效应：是指当传输电流过大时，电子碰撞金属原子，导致原子移位而使金属断线。

在接触孔周围，电流比较集中，电迁移更容易产生。

2、避免天线效应长金属（面积较大的金属）在刻蚀的时候，会吸引大量的电荷，这时如果该金属与管子栅相连，可能会在栅极形成高压，影响栅养化层质量，降低电路的可靠性和寿命。

解决方案：（1）插一个金属跳线来消除（在低层金属上的天线效应可以通过在顶层金属层插入短的跳线来消除）。

1. 一般规则1.1 PCB板上预划分数字、模拟、DAA信号布线区域。

1.2 数字、模拟元器件及相应走线尽量分开并放置於各自的布线区域内。

1.3 高速数字信号走线尽量短。

1.4敏感模拟信号走线尽量短。

1.5 合理分配电源和地。

1.6 DGND、AGND、实地分开。

1.7 电源及临界信号走线使用宽线。

1.8 数字电路放置於并行总线/串行DTE接口附近，DAA电路放置於电话线接口附近。

2. 元器件放置2.1 在系统电路原理图中：a) 划分数字、模拟、DAA电路及其相关电路；b) 在各个电路中划分数字、模拟、混合数字/模拟元器件；c) 注意各IC芯片电源和信号引脚的定位。

2.2 初步划分数字、模拟、DAA电路在PCB板上的布线区域(一般比例2/1/1)，数字、模拟元器件及其相应走线尽量远离并限定在各自的布线区域内。

Note:当DAA电路占较大比重时，会有较多控制/状态信号走线穿越其布线区域，可根据当地规则限定做调整，如元器件间距、高压抑制、电流限制等。

2.3 初步划分完毕后，从Connector和Jack开始放置元器件：a) Connector和Jack周围留出插件的位置；b) 元器件周围留出电源和地走线的空间；c) Socket周围留出相应插件的位置。

2.4 首先放置混合型元器件(如Modem器件、A/D、D/A转换芯片等)：a) 确定元器件放置方向，尽量使数字信号及模拟信号引脚朝向各自布线区域；b) 将元器件放置在数字和模拟信号布线区域的交界处。

2.5 放置所有的模拟器件：a) 放置模拟电路元器件，包括DAA电路；b) 模拟器件相互靠近且放置在PCB上包含TXA1、TXA2、RIN、VC、VREF信号走线的一面；c) TXA1、TXA2、RIN、VC、VREF信号走线周围避免放置高噪声元器件；d) 对於串行DTE模块，DTE EIA/TIA-232-E系列接口信号的接收/驱动器尽量靠近Connector并远离高频时钟信号走线，以减少/避免每条线上增加的噪声抑制器件，如电容等阻流圈和。

ic layout总结汇报IC布局（IC Layout）是指将电子元器件、电路核心等按照设计要求进行布局、布线的过程。

IC布局是集成电路设计的关键环节，直接影响芯片的性能和可靠性。

因此，合理的IC布局对于提高芯片的性能、降低功耗、提高可靠性等方面都具有重要作用。

在IC布局过程中，需要考虑以下几个方面：1. 功能分区：将芯片按照功能模块进行合理的分区划分，不同模块之间应尽量减小电气和热学的干扰。

合理的功能分区有助于提高芯片的性能和降低功耗。

2. 电源线布局：稳定的电源供应是芯片正常工作的基础，因此在IC布局中，需要合理布置电源线路，确保电源的稳定性和可靠性。

3. 时钟布局：时钟信号是决定芯片工作时序和稳定性的关键信号，因此在IC布局中，需要将时钟线路布置得尽可能短，减小时钟信号的延迟和抖动。

4. 信号线布局：信号线路的布局直接影响芯片的性能和抗干扰能力。

在IC布局中，需要合理布置信号线路，减小信号线的串扰、噪声和延迟。

5. 热管理：芯片在工作过程中会产生大量的热量，合理的散热设计对于保证芯片的可靠性和性能至关重要。

因此，在IC布局中需要合理布置散热器件、散热通道等，提高芯片的散热效果。

6. 硬件资源利用：在IC布局中，需要合理利用硬件资源，减小芯片的面积和功耗。

因此，可以通过减小电路的面积、增加电路的共享和复用等方式来优化IC布局。

7. 良率优化：良率是衡量芯片制造质量的重要指标之一，在IC布局中，需要考虑到制造工艺的限制，合理布局芯片的电路和器件，降低芯片的制造缺陷和故障率，提高芯片的良率。

综上所述，IC布局是集成电路设计中的重要环节，直接影响芯片的性能、功耗、可靠性和制造质量。

合理的IC布局能够提高芯片的性能、降低功耗、提高可靠性和制造良率。

因此，在IC布局过程中，需要考虑功能分区、电源线布局、时钟布局、信号线布局、热管理、硬件资源利用和良率优化等方面，以实现最佳的布局效果。

IC设计基本知识IC设计（Integrated Circuit Design）是指利用半导体工艺将电子器件集成在一块硅片上，并通过设计和布局进行电路的实现和优化的过程。

IC设计是电子工程领域的关键技术之一，也是现代电子设备发展和电子产业升级的重要基础。

IC设计的基本知识可以分为以下几个方面：1.电子器件基础知识：了解各种电子器件的基本工作原理和特性是进行IC设计的基础。

例如，了解二极管、晶体管、场效应管等器件的结构、原理和参数。

2. 数字电路设计：数字电路设计是IC设计的重要部分。

了解数字电路的设计原理、逻辑门电路、时序电路、状态机等基本概念和设计方法是必要的。

另外，还需要熟悉可编程器件如FPGA（Field Programmable Gate Array）的原理和应用。

3.模拟电路设计：模拟电路设计是IC设计中的另一个重要部分。

了解模拟电路的设计原理、放大器、滤波器、振荡器等基本电路的设计方法是必要的。

同时，需要了解一些基本的模拟电路设计工具和方法。

4.射频电路设计：射频电路设计是IC设计中的一个特殊领域，用于实现无线通信和射频前端。

了解射频电路的基本原理、调制解调、射频放大器、滤波器等相关概念和设计方法是必要的。

5.数字信号处理：数字信号处理（DSP）是IC设计中的另一个重要方向。

了解数字信号处理的基本原理、滤波器设计、傅里叶变换等概念是必要的。

6.IC制造工艺：了解IC制造工艺是进行IC设计的基本要求之一、了解硅片制造的工艺流程、光刻技术、薄膜沉积、蚀刻等过程是必要的。

7.版图设计：版图设计是实现IC电路的物理布局和连接。

了解版图设计的基本规则、布线技巧、电路布局等是进行IC设计的必备知识。

8.仿真和验证：进行IC设计时，需要进行电路仿真和验证。

了解电路仿真软件如SPICE的基本原理和使用方法，熟悉验证电路设计的方法是必要的。

9.芯片测试和封装：了解芯片测试和封装技术也是进行IC设计的重要环节之一、了解如何进行芯片测试和封装设计，以满足产品质量和可靠性的要求是必要的。

集成电路版图设计课程体系课程体系阶段划分课程体系采取模块化的方式，并从总体上划分为三大阶段【第一阶段】基础知识：1、常见半导体器件知识2、常见集成电路制造工艺3、基本的CMOS、Bipolar集成电路工艺4、常见电路图及其原理数字部分：inv、nand、nor、and、or、xor、xnor、latch、flip-flop、decoder、encoder etc模拟部分：opamp、comparator、ibias、bandgap、pll、osc etc5、cadence/virtuoso工具的使用（包括常见gds的stream in/stream out、hotkey等。

）6、设计规则的学习7、目前IC新工艺通过该阶段的学习，学员应知晓集成电路产业，清楚版图设计工作内容，掌握一定的模拟、数字电路知识，掌握基本的CMOS、Bipolar集成电路工艺，了解集成电路设计流程及制造工艺步骤，能看懂常见厂商设计规则，并初步具备使用版图设计工具能力。

【第二阶段】高阶应用与项目实践：1、常见设计文件的学习包括design-rule、technology-file、lvs/drc commandfile、netlist等文件。

2、常见电路模块的版图设计数字部分：inv、nand、nor、and、or、xor、xnor、latch、flip-flop etc模拟部分：opamp、comparator、ibias、bandgap etc3、常见模拟器件的版图设计Res、cap、bjt、diode、lan、fuse、esd mos、PAD等通过该阶段的学习，学员可以掌握模拟电路版图与数字电路版图的基本原理以及各自的侧重点，掌握一些设计技巧，对经典电路的经典版图设计有深刻的认识，了解一些特殊类版图设计（ESD等）。

掌握小型数字、模拟组合项目版图设计能力。

【第三阶段】项目实战：根据之前所学内容，进行大项目设计，依托团队合作，工时预估、工期督导、品质跟踪、tape-out所有步骤严格遵照企业流程。