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基于28nm工艺下的LVDS发送器设计罗庆红;刘怡俊;叶剑科;陶永耀;阳昕;李邵川【摘要】在对LVDS发送器电路的基本原理与结构研究的基础上,设计一种高速低电压差分信号(LVDS)发送器电路.电路采用台湾积体电路制造公司(TSMC)的28nm HKMG工艺设计实现,采用一种新型的数据同步采样设计.仿真结果表明,该发送器电路在电源电压为3.1V的工作条件下,有发送端匹配电阻存在的情况下,发送器在单端输出摆幅400mV的情况下消耗平均功率为39mW.【期刊名称】《现代计算机（专业版）》【年(卷),期】2017(000)013【总页数】4页(P38-41)【关键词】LVDS;数据传输;发送器;采样;锁相环(PLL)【作者】罗庆红;刘怡俊;叶剑科;陶永耀;阳昕;李邵川【作者单位】广东工业大学,广州 510006;广东工业大学,广州 510006;广东工业大学,广州 510006;炬芯(珠海)科技有限公司,珠海 519000;炬芯(珠海)科技有限公司,珠海 519000;熠芯(珠海)微电子研究院有限公司,珠海 519000【正文语种】中文在对LVDS发送器电路的基本原理与结构研究的基础上，设计一种高速低电压差分信号(LVDS)发送器电路。
电路采用台湾积体电路制造公司（TSMC）的28nm HKMG工艺设计实现，采用一种新型的数据同步采样设计。
仿真结果表明，该发送器电路在电源电压为3.1V的工作条件下，有发送端匹配电阻存在的情况下，发送器在单端输出摆幅400mV的情况下消耗平均功率为39mW。
广东省和广州市科技项目（No.2016B090904001、No.2016B090918126、No.2014B090901061、N2015B090901060、No.2015-B090908001、No.2014Y2-00211）随着半导体技术的发展以及社会信息化的程度越来越高，芯片之间的通信频率要求越来越高，传输的数据量也越来越大。
28nm以下设计drc规则随着半导体工艺的不断进步，28纳米以下的半导体设计规则也在不断提升和优化。
在进行28nm以下半导体设计时，必须遵循相应的DRC （Design Rule Check）规则，以确保设计的准确性和可靠性。
本文将介绍28nm以下设计DRC规则的相关内容。
一、28nm以下设计的特点1.1 特征尺寸更小随着工艺尺寸的不断缩小，28nm以下设计的特征尺寸变得越来越小，例如金属线宽、晶体管的长度宽度等都在亚微米甚至纳米级别。
1.2 单元电路复杂度增加由于特征尺寸的缩小，单元电路的复杂度也在增加，需要更精细的布局和布线设计。
1.3 电磁干扰和互连电容效应增强在28nm以下设计中，电磁干扰和互连电容效应变得更加明显，需要更严格的规则来控制和优化。
1.4 技术和工艺难度增加28nm以下设计的技术和工艺难度也随之增加，需要更高水平的技术和经验来保证设计的成功性。
二、28nm以下设计DRC规则的要求2.1 金属线宽规则在28nm以下设计中，金属线宽的规则变得更为严格，需要考虑金属线的宽度、间距、层间距等因素，以避免电磁干扰和互连电容效应的影响。
2.2 晶体管的布局规则晶体管的布局规则也变得更加严格，需要考虑晶体管之间的间距、相互干扰等因素，以确保电路的稳定性和可靠性。
2.3 互连规则在28nm以下设计中，互连规则的要求也随之提升，需要考虑互连之间的距离、层间距、相互干扰等因素，以保证互连的通畅和稳定。
2.4 电源与接地规则电源与接地规则也需要更严格的控制和布局，以确保电路的供电可靠性和稳定性。
2.5 抗电磁干扰规则在28nm以下设计中，抗电磁干扰规则变得更为重要，需要考虑电路的屏蔽、布局、排线等因素，以减小电磁干扰的影响。
2.6 抗互连电容效应规则抗互连电容效应规则也需要更严格的控制，需要考虑互连之间的距离、层间距、交叉角度等因素，以减小互连电容效应的影响。
三、28nm以下设计DRC规则的优化和解决方案3.1 优化设计工具和流程针对28nm以下设计的DRC规则要求，需要优化设计工具和流程，提高设计的准确性和效率。
浅谈现代集成电路28nm芯片制造工艺A(前端FEOL) 全球90%以上集成电路都是CMOS工艺制造的，经历了半个多世纪发展进化，芯片集成度从一个芯片包含几十个器件进化到几十亿个器件。
从上世纪60年代MOS器件采用铝栅工艺，70年代采用了硅栅工艺，铝线互连，进化到现代集成电路采用高K金属栅、超低k介质多层铜线互连，以及FD-SOI和FinFET立体结构。
制造工艺也越来越复杂。
下面就纳米级体硅平面型CMOS集成电路工艺流程，展现芯片先进制程不断丰富现代集成电路制造工艺。
1）现将几种先进制程工艺简介如下：50多年发展，集成电路制造过程工艺越来越复杂，先进制程不断完善。
首先为了抑制短沟道效应，提高栅极对沟道的控制能力，提高栅极电容，栅氧化层厚度不断减薄。
对于厚度大于4nm的栅氧化层，SiO2是理想的绝缘体，不会形成栅漏电流。
当纯二氧化硅厚度小于3nm时，衬底的电子以量子形式穿过栅介质进入栅极，形成栅极漏电流。
（量子隧穿）栅极漏电导致功耗增加，IC 发热且阈值电压飘移，可靠性降低。
为提高介质绝缘特性，当特征尺寸达到0.18μm时采用氮氧化硅代替二氧化硅。
特征尺寸进入90nm节点，单纯缩小厚度不能满足器件性能的要求了，于是采用提高氮氧化硅含氮量以增加介电常数k，但SiON厚度低于14Å会严重遂穿，栅极漏电剧增。
45nm节点之后氮氧化硅已经不能满足mos器件正常工作的要求，开始使用高k介质HfO2代替SiON来改善栅极漏电问题，同时采用金属栅解决费米能级钉扎和多晶硅栅耗尽问题。
尽管在0.35μm技术节点开始采用掺杂多晶硅与金属硅化物（WSi）鈷（镍）多晶硅化物栅叠层代替多晶硅栅，降低了多晶硅栅的电阻。
但金属栅电阻要比金属硅化物还要小。
高k金属栅HKMG.采用高k介质材料替代SiO2。
二氧化硅k=3.9,氮氧化硅k=4~7，高K介质(HfO2和,HfSiON）=15~25。
同样等效氧化层厚度时，高k材料的物理厚度是SiO2的3~6倍。
SoC芯片的设计与应用实践一、SoC芯片设计的基本原理SoC芯片是一种集成度非常高的芯片，可以集成CPU、存储器、通信接口、多媒体处理器及各种外设控制器等多种功能单元。
SoC 芯片的设计原理主要是将不同功能的模块集成到同一芯片内部，可以提高整体系统的性能和运行速度，同时也可以减少系统的体积和功耗，降低成本。
为了实现SoC芯片的设计，需要采用以下的技术方案：1.采用高性能的VLSI设计工具，对SoC芯片的各个模块进行设计和优化；2.采用现代的EDA工具进行设计和仿真，能够对芯片性能进行分析和优化；3.采用先进的封装技术，可以使SoC芯片更小、更散热和高的可靠性；4.采用高效的测试和验证技术，可以确保SoC芯片的稳定性和可靠性；5.采用高精度的工艺技术，可以提高芯片的集成度和制造效率。
二、SoC芯片的应用实践SoC芯片在各种应用场景中都具有广泛的应用，例如移动设备、工业控制、汽车电子、智能家居、物联网等。
下面我们以物联网行业为例，阐述一下SoC芯片的应用实践。
1.物联网传感器网络物联网中的传感器网络是SoC芯片的一个重要应用场景，其最主要的功能是通过传感器收集环境信息、物品状态等数据，通过无线网络传输到中心服务器进行处理和分析。
传感器所在的终端节点需要具备低功耗、低成本、低体积、高可靠等特性，常常采用SoC芯片来实现。
2.智能家居SoC芯片在智能家居这一领域中同样有着广泛的应用。
智能家居系统需要集成多种功耗低、响应速度快、通信稳定的不同传感器、控制器和执行器等设备。
通过将这些设备进行集成，可以实现一体化的智能家居控制系统，通过手机APP、云平台等方式，可以远程操控家居中的温度、湿度、照明等元素。
3.智能交通SoC芯片在智能交通这一领域中同样有着广泛的应用。
智能交通系统需要集成多种传感器、通信设备、控制器等设备，保障运输的安全性、顺畅性以及运营效率。
通过将这些设备进行集成，可以实现一体化的系统，提高道路流量监测、车辆信息处理等各种工作效率。
SOC芯片设计与实现技术研究一、SOC芯片的概念与发展SOC芯片全称System on a Chip System，翻译为“片上系统”，是将集成电路上的所有元器件、模块、接口、逻辑、存储器和微处理器等芯片集成在一起形成完整的系统。
SOC芯片发展到今天已经是非常成熟的技术，主要应用于移动通信、物联网、嵌入式系统、数字电视、汽车电子、医疗电子、家用电器等各个领域。
二、SOC芯片设计的主要流程SOC芯片设计的主要流程可以概括为：系统设计、芯片设计、验证测试和生产加工。
（一）系统设计在进行SOC芯片的设计之前，需要对系统进行全面的设计，考虑各种需求和限制，给芯片设计提供充分的指导和方向。
主要包括：1、需求分析：系统应具备的基本功能和应用场景，需要实现的算法和数据结构，以及实现的功能阈值。
2、结构设计：将系统按照不同功能，划分成不同的部分，形成芯片设计的基本框架。
3、电路设计：根据系统需求和芯片设计框架，进行电路设计，进行模拟和数字仿真。
（二）芯片设计在系统设计的基础上，对芯片进行设计，即根据需求和框架，将各个电路模块进行详细设计，并应用到最终的芯片中。
主要包括：1、逻辑设计：将系统要实现的所有逻辑功能，转化为逻辑设计语言，并进行逻辑仿真和验证，形成芯片的逻辑电路。
2、物理设计：将逻辑电路转化为物理电路，并进行布局和布线设计，形成芯片的物理结构。
3、验证测试：通过仿真模拟，验证芯片的功能和性能，对设计进行调整和修改。
（三）验证测试将设计好的芯片进行验证测试，检验芯片的功能和性能是否满足需求和规定的标准。
主要包括：1、逻辑验证：验证电路逻辑功能是否正确，符合设计要求。
2、物理验证：验证芯片的物理电路是否与设计相符，是否满足性能和功耗要求。
3、联调测试：确定芯片与外部系统的接口是否正确，调试芯片的设计和性能。
（四）生产加工在验证测试通过之后，将芯片进行生产加工，包括芯片加工、封装、测试和选品，形成完整的SOC芯片产品。
Synopsys推出可用于TSMC28nm工艺的DesignWare嵌
入式存储器和逻辑库
佚名
【期刊名称】《电子与封装》
【年(卷),期】2012(012)003
【摘要】全球领先的半导体设计、验证和制造软件及知识产权（IP）供应商新思
科技有限公司日前宣布：即日起推出其用于台湾积体电路制造股份有限公司（TSMC）28nm高性能（HP）和移动高性能（HPM）工艺技术的DesignWare⑧嵌入式存储器和逻辑库知识产权（IP）。
Synopsys的DesignWare嵌入式存储器和逻辑库专为提供高性能、低漏电及动态功率而设计，使工程师们能够优化其整个系统级芯片（SoC）设计的速度与能效，
【总页数】1页(P47-47)
【正文语种】中文
【中图分类】TN302
【相关文献】
1.Synopsys推出可用于TSMC28纳米工艺的DesignWare嵌入式存储器和逻辑
库 [J],
2.Synopsys推出可用于180nm CMOS工艺技术的可重编程非易失性存储器IP [J],
3.Stsbynopsys推出惟函可用于TSMC28纳米工艺的DesignWare嵌入式存储器和逻辑库 [J],
4.Synopsys推出用于180nm CMOS工艺技术的可重编程非易失性存储器IP [J], 无
5.Synopsys推出可用于180nmCMOS工艺技术的可重编程非易失性存储器IP [J],
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soc芯片制造工艺-回复SOC芯片制造工艺是指系统级芯片的制造过程，SOC芯片即System-on-a-Chip，将整个系统集成在一块芯片上，包括处理器、内存、外设等功能模块。
SOC芯片制造工艺的发展与进步极大地推动了电子产品的迅猛发展和智能化水平的提升。
一、芯片制造工艺的发展历程芯片制造工艺起初是传统的二进制集成电路设计，随着集成度的提高，工艺逐渐发展为大规模集成电路（LSI）工艺，这种工艺使用的是PMOS（P 型金属氧化物半导体）技术。
然后，随着技术的进步，推出了CMOS（互补金属氧化物半导体）工艺，这种工艺能够实现更高的集成度和更低的功耗。
二、芯片制造工艺的基本步骤1. 设计和验证：首先是SOC芯片的设计和验证，包括硬件设计和软件开发。
硬件设计通常采用HDL（硬件描述语言）进行，然后通过仿真、验证和合成等步骤进行确认。
软件方面需要对SOC进行驱动程序和固件的开发。
2. 掩膜制作：接下来是芯片的掩膜制作。
掩膜是制造芯片的关键步骤，也被称为光刻工艺。
它通过使用光刻机将设计好的芯片图案投射到硅片上，形成各种电路结构。
3. 晶圆制备：晶圆是硅片的原材料，通常是通过单晶硅或多晶硅的方式制备。
然后将它进行多次抛光和清洗，以确保表面的平整度和纯洁度。
4. 清洗和刻蚀：晶圆制备完成后，需要进行清洗和刻蚀。
清洗的目的是清除表面的杂质和残留物，刻蚀则是通过化学或物理方法去除掉一些化学物质或杂质。
5. 深度离子注入（深度排列）：接下来是深度离子注入（深度排列）工艺，目的是通过注入不同种类的离子来改变芯片中材料的性能。
这是实现芯片上不同功能区的重要步骤。
6. 金属沉积：金属沉积技术被广泛应用于芯片制造工艺中，用于制作金属互连线和其他金属结构。
这一步还包括薄膜的制备、开孔和填充等过程。
7. 封装和测试：最后一步是芯片的封装和测试。
封装是将芯片连接到封装基材上，并进行封装封装和金丝键合等工艺。
测试是确保芯片质量和性能的重要环节，通过集成电路测试仪器对芯片进行各项测试和验证。
28 nm及以下制程关键技术漫谈伍军（上海华力集成电路制造有限公司）离子注入工艺科，上海华力微电子有限公司摘要：本文针对于华力二期28~14 nm制程工艺关键技术进行了探讨。
晶体管沟道宽度缩小到28 nm要求制备high k栅电介质、超浅结，Bulk CMOS工艺技术在20 nm走到了尽头，这又要求使用全新的FinFET工艺技术。
提升良率是Foundary实现盈利的重要措施，为此，本文还探讨了工业制造大数据在良率提升上的应用。
1.引言从1947年世界上第一只点接触型晶体管的发明，到1960年罗伯特·诺伊斯制造出第一个硅集成电路芯片（图1.1），再到1964年哥登·摩尔提出摩尔定律（图1.2），半导体元器件每隔18~24个月元器件的数目几乎增加一倍。
时间来到了2010年，华力正式成立，作为国家909工程升级改造——12英寸芯片生产项目的建设和运用单位，承载着国家集成电路产业崛起的的重大使命。
作为华力二期主力军的我们，将投身于28 nm及以下芯片制程的研发和生产大业中。
随着摩尔定律的不断推进，满足晶体管尺寸不断减小的相应制程技术也在不断发展，表1.1是集成电路制造随着制程的不断推进不同阶段的重大技术革命，那么，对于华力即将开展的二期28 nm及以下制程又会遇到哪些技术上的问题呢？为此，本文将谈谈28 nm及以下制程的关键技术。
图1.1 仙童半导体制造的第一个硅集成电路芯片图1.2 摩尔定律2.28 nm及以下制程关键技术2.1 High-k栅电介质[1]根据MOSFET按比例缩小理论，器件尺寸和电压等比例地缩小，而电场强度（水平和垂直）保持不变。
对于给定的工艺，其缩小比例因子λ≈0.7，这就要求其氧化层厚度必须从t ox缩小到λt ox。
对于0.18 μm的芯片，栅氧化层厚度约为35 Å，而对于0.13μm和90 nm技术节点厚度减小到25 Å和15 Å，主要的问题是栅电介质层厚度进一步降低时，量子隧道效应显著增加了栅极漏电流，影响IC 芯片的可靠性和性能。
