2018 年全国集成电路最新政策汇总及解读据前瞻产业研究院，截至2018 年全国集成电路最新政策汇总及解读
集成电路（IC）产业是国民经济和社会发展的战略性、基础性和先导性产业，是培育发展战略性新兴产业、推动信息化和工业化深度融合的核心与基础，是调整经济发展方式、调整产业结构、保障国家信息安全的重要支撑。发展集成电路产业既是信息技术产业发展的内部动力，也是工业转型升级的内部动力，同时还是市场激烈竞争的外部压力，已上升为国家战略。
近年来，在市场拉动和政策支持下，我国集成电路产业快速发展，整体实力显着提升，集成电路设计、制造能力与国际先进水平差距不断缩小，封装测试技术逐步接近国际先进水平，部分关键装备和材料被国内外生产线采用，涌现出一批具备一定国际竞争力的骨干企业，产业集聚效应日趋明显。
但是，集成电路产业仍然存持续创新能力薄弱、产业发展与市场需求脱节、产业链各环节缺乏协同、适应产业特点的政策环境不完善等突出问题，产业发展水平与先进国家（地区）相比依然存在较大差距，集成电路产品大量依赖进口，难以对构建国家产业核心竞争力、保障信息安全等形成有力支撑。2016 年，中国集成电路产值不足全球7％，而市场需求却接近全球1／3。集成电路进口额依然高达2271 亿美元，出口金额为613．8 亿美元，贸易
超大规模集成电路的设计发展趋势 摘要：随着信息产品市场需求的增长，尤其通过通信、计算机与互联网、电子商务、数字视听等电子产品的需求增长，世界集成电路市场在其带动下高速增长。本文主要从半导体电子学与计算技术工程方面进行进行的诸多研究成果以及国际集成电路的发展现状和发展趋势反映其在国际上的重要地位。 关键字：超大规模集成电路发展趋势SOC IP复用技术 1 引言 集成电路是采用半导体制作工艺，在一块较小的单晶硅片上制作许多晶体管及电阻器、电容器等元器件，并按照多层布线或隧道布线的方法将元器件组合成完整的电子电路，通常用IC（Integrated Circuit）表示。近廿多年来，半导体电子学的发展速度是十分惊人的。从分离元件发展为集成电路，从小规模集成电路发展为现代的超大规模集成电路。集成电路的性能差不多提高了3个数量级，而其成本却下降了同样的数量级。 2超大规模集成电路发展的概述 集成电路之所以获得如此迅速的发展，与数据处理系统日益增长的各种要求是分不开的，也是半导体电子学与计算技术工程方面进行了许多研究工作的结果。这些工作可以概括为:(l)改进性能一尽可能减少信号处理的传递时间。(2)降低成本一从设计、制造、组装、冷却等各方而降低成本。(3)提高可靠性一减少失效率，增加检测与诊断的手段。(4)缩短研制/生产周期一加快从确定研制产品到产品可用之间的时间，使产品保持领先地位。(5)结构上的改进一半导体存储器的进展，推动了计算机体系的发展。 1.改进性能 在计算机中采用高密度的半导体集成电路是减少信号传递时间，提高机器性能的重要环节。因为在普通采用小规模集成电路(551)或中规模集成电路(MSI)的硬件结构中，信号传输与负载引起的延迟，与插件上的门的有效组装密度的平方根成正比，如图(1.1.1)。也就是说，组装延迟与每个门所需的有效面积的平方根成正比。因此将组装延迟减少一半的话，必须提高组装密度4倍。从ssl/Msl发展为LSI/VLsl标志着芯片上元件的集成度得到了很大的提高。目前，一个双极随机逻辑的VLsl，每片已包含有5。。O个门电路。若芯片的最大面积为50平方毫米的话，封装密度已达每平方毫米100个门的密度。据估计，今后几年内，在继续加大芯片面积，减小尺寸的惰况下，密度可提高到每片包含门的数量达一万个以上，如图].1.2所示。
北京工业大学 集成电路版图设计 设计报告 姓名：于书伟 学号：15027321 2018年5 月
目录 目录 (1) 1绪论 (2) 1.1集成电路的发展现状 (2) 1.2集成电路设计流程及数字集成电路设计流程 (3) 1.2.1CAD发展现状 (3) 2电路设计 (5) 2.1运算放大器电路 (5) 2.1.1工作原理 (5) 2.1.2电路设计 (5) 2.2D触发器电路 (12) 2.2.1反相器 (12) 2.2.2传输门 (13) 2.2.3或非门 (13) 2.2.4D触发器 (14) 3版图设计 (15) 3.1运算放大器 (15) 3.1.1运算放大器版图设计 (15) 3.2D触发器 (18) 3.2.1反相器 (18) 3.2.2传输门 (20) 3.2.3或非门 (21) 3.2.4D触发器 (23) 4总结与体会 (27) 参考文献 (28)
1 绪论 1.1 集成电路的发展现状 在全球半导体市场快速增长的带动下，我国半导体产业快速发展。到2018 年，我国半导体产业销售额将超过8000 亿元。近年来，我国半导体市场需求持续攀升，占全球市场需求的比例已由2003 年的18.5%提升到2014 年的56.6%，成为全球最大的半导体市场。 2009-2018 年我国半导体产业销售情况变化图 与旺盛的市场需求形成鲜明对比，我国集成电路产业整体竞争力不强，在各类集成电路产品中，中国仅移动通信领域的海思、展讯能够比肩高通、联发科的国际水准。本土集成电路供需存在很大的缺口。 2010-2019 我国集成电路供需情况对比
1.2 集成电路设计流程及数字集成电路设计流程 集成电路设计的流程一般先要进行软硬件划分，将设计基本分为两部分：芯片硬件设计和软件协同设计。芯片硬件设计包括：功能设计阶段，设计描述和行为级验证，逻辑综合，门级验证（Gate-Level Netlist Verification），布局和布线。模拟集成电路设计的一般过程：电路设计，依据电路功能完成电路的设计；.前仿真，电路功能的仿真，包括功耗，电流，电压，温度，压摆幅，输入输出特性等参数的仿真；版图设计（Layout），依据所设计的电路画版图；后仿真，对所画的版图进行仿真，并与前仿真比较，若达不到要求需修改或重新设计版图；后续处理，将版图文件生成GDSII文件交予Foundry流片。 数字集成电路设计流程 1.设计输入电路图或硬件描述语言 2.逻辑综合处理硬件描述语言，产生电路网表 3.系统划分将电路分成大小合适的块 4.功能仿真 5.布图规划芯片上安排各宏模块的位置 6.布局安排宏模块中标准单元的位置 7.布线宏模块与单元之间的连接 8.寄生参数提取提取连线的电阻、电容 9.版图后仿真 1.2.1CAD发展现状 CAD/CAM技术20世纪50年代起源于美国,经过近50年的发展,其技术和水平已经到达了相当成熟的阶段。日本、法国、德国也相继在机械制造、航空航天、汽车工业、建筑化工等行业中广泛使用CAD/CAM技术。CAD/CAM技术在发达国家已经成为国民经济的重要支柱。 我国CAD/CAM技术的应用起步于20世纪60年代末,经过40多年的研究、开发与推广应用,CAD/CAM技术已经广泛应用于国内各行各业。综合来看,CAD/CAM技术的在国内的应用主要有以下几个特点: (1)起步晚、市场份额小我国 CAD/CAM技术应用从20世纪80年代开始,“七五”期间国家支持对24个重点机械产品进行了 CAD/CAM的开发研制工作,为我国 CAD/CAM技术的发展奠定了一定的基础。国家科委颁布实施的863计划也大大促进了 CAD/CAM技术的研究和发展。“九五”期间国家科委又颁发了《1995～2000年我国 CAD/CAM应用工程发展纲要》,将推广和应用 CAD/CAM技术作为改造传统企业的重要战略措施。有些小企业由于经济实力不足、技术人才缺乏,CAD/CAM技术还不能够完全应用到生产实践中。国内研发的CAD/CAM软件在包装和功能上与发达国家还存在差距,市场份额小。 (2)应用范围窄、层次浅CAD/CAM技术在企业中的应用在CAD方面主要包括二维绘图、三维造型、装配造型、有限元分析和优化设计等。其中CAD二维绘图
CH1 1．按规模划分，集成电路的发展已经经历了哪几代？它的发展遵循了一条业界著名的定律，请 说出是什么定律？ 晶体管-分立元件-SSI-MSI-LSI-VLSI-ULSI-GSI-SOC。MOORE定律2．什么是无生产线集成电路设计？列出无生产线集成电路设计的特点和环境。 拥有设计人才和技术，但不拥有生产线。特点：电路设计，工艺制造，封装分立运行。环境： IC产业生产能力剩余，人们需要更多的功能芯 片设计 3．多项目晶圆（MPW）技术的特点是什么？对发展集成电路设计有什么意义？ MPW：把几到几十种工艺上兼容的芯片拼装到一个宏芯片上，然后以步行的方式排列到一到多个晶圆上。意义：降低成本。 4．集成电路设计需要哪四个方面的知识？ 系统，电路，工具，工艺方面的知识 CH2 1．为什么硅材料在集成电路技术中起着举足轻重的作用 ? 原材料来源丰富，技术成熟，硅基产品价格低 廉 2．GaAs和InP材料各有哪些特点? P10,11 3．怎样的条件下金属与半导体形成欧姆接触？怎样的条件下金属与半导体形成肖特基接触？ 接触区半导体重掺杂可实现欧姆接触，金属与掺杂半导体接触形成肖特基接触 4．说出多晶硅在CMOS工艺中的作用。P13 5．列出你知道的异质半导体材料系统。 GaAs/AlGaAs, InP/ InGaAs, Si/SiGe, 6．SOI材料是怎样形成的，有什么特点? SOI绝缘体上硅，可以通过氧隔离或者晶片粘结技术完成。特点：电极与衬底之间寄生电容大大减少，器件速度更快，功率更低 7. 肖特基接触和欧姆型接触各有什么特点？ 肖特基接触：阻挡层具有类似PN结的伏安特性。欧姆型接触：载流子可以容易地利用量子遂穿效应相应自由传输。 8. 简述双极型晶体管和MOS晶体管的工作原理。P19,21 CH3 1．写出晶体外延的意义，列出三种外延生长方法，并比较各自的优缺点。 意义：用同质材料形成具有不同掺杂种类及浓 度而具有不同性能的晶体层。外延方法:液态 生长，气相外延生长，金属有机物气相外延生 长 2．写出掩膜在IC制造过程中的作用，比较整版掩膜和单片掩膜的区别，列举三种掩膜的制造方法。P28,29 3．写出光刻的作用，光刻有哪两种曝光方式？ 作用：把掩膜上的图形转换成晶圆上的器件结构。曝光方式有接触与非接触两种。 4．X射线制版和直接电子束直写技术替代光刻技术有什么优缺点？ X 射线（X-ray）具有比可见光短得多的波长，可用来制作更高分辨率的掩膜版。电子束扫描法，，由于高速电子的波长很短，分辨率很高 5．说出半导体工艺中掺杂的作用，举出两种掺杂方法，并比较其优缺点。 热扩散掺杂和离子注入法。与热扩散相比，离子注入法的优点如下：1.掺杂的过程可通过调整杂质剂量与能量来精确控制杂质分布。2.可进行小剂量的掺杂。3.可进行极小深度的掺杂。4.较低的工业温度，故光刻胶可用作掩膜。5.可供掺杂的离子种类较多，离子注入法也可用于制作隔离岛。缺点：价格昂贵，大剂量注入时，半导体晶格会遭到严重破坏且难以恢复 6．列出干法和湿法氧化法形成SiO2的化学反应式。 干氧 2 2 S i O O Si→ +湿氧 2 2 2 2 2H S i O O H Si+ → + CH4 1．Si工艺和GaAs工艺都有哪些晶体管结构和电路形式？见表4.1 2．比较CMOS工艺和GaAs工艺的特点。 CMOS工艺技术成熟，功耗低。GaAs工艺技术不成熟，工作频率高。 3.什么是MOS工艺的特征尺寸？ 工艺可以实现的平面结构的最小宽度，通常指 最小栅长。 4.为什么硅栅工艺取代铝栅工艺成为CMOS工艺
集 成 电 路 设 计 综 合 实 验 报 告 学院：电控学院 班级：微电子1001班姓名：xxx 学号：xxxxxxxxxx
一、实验目的 1、培养从版图提取电路的能力 2、学习版图设计的方法和技巧 3、复习和巩固基本的数字单元电路设计 4、学习并掌握集成电路设计流程 二、实验内容 1、反向提取给定电路模块，要求画出电路原理图，分析出其所完成的 逻辑功能，并进行仿真验证；再画出该电路的版图，完成DRC验证。 ） （1）实验原理 标准CMOS工艺下的集成半导体器件主要有NMOS晶体管、PMOS晶
体管、多晶硅电阻和多晶硅电容等。在P型衬底N阱CMOS工艺中，NMOS 晶体管直接制作在衬底材料上，PMOS晶体管制作在N阱中。在集成电路版图的照片中，NMOS管阵列和PMOS管阵列一般分别制作在不同区域，PMOS管阵列制作在几个N阱内，NMOS管阵列制作在多个区域。这一点在照片中可以明显地区分开来。N阱和两种有源区存在较为明显的颜色差别。通过对N阱、P型有源区和N型有源区的颜色辨别，可以确认PMOS 管阵列和NMOS管阵列位置。 N型选择区和有源区共同构成了N型掺杂区，P型选择区和有源区共同构成了P型掺杂区。在实际的电路连接关系中接触孔的多少取决于晶体管的连接关系，当晶体管一侧或两侧与其它器件存在物理连接时，不需要接触孔。从图中可以看出，形成晶体管的重要结构是多晶硅与有源区的十字交叉区域，只要存在多晶硅栅和某种有源区十字交叉图形，就可以确定一只晶体管的位置，进而通过测量可以确定其宽长比参数。 确定MOS管的类别主要是通过观察该十字交叉区域是否在N阱区域内，N阱区域内为PMOS晶体管，阱外则为NMOS晶体管。 在P型衬底N阱CMOS工艺条件下，NMOS器件直接制作在衬底材料上，PMOS器件制作在N阱中。在模拟集成电路中，MOS晶体管常常工作在线性区或饱和区，需要承受较大的功耗，这些晶体管具有较大的宽长比。模拟集成电路版图常常不规则，这就要求在电路提取时要充分注意电路连接关系。 为了解决较大宽长比器件与版图布局资源之间的矛盾，实际版图照片中常常可以看到，以多只较小宽长比晶体管并联形式等效一只较大宽长比
集成电路设计方法与设计流程 集成电路设计概述 集成电路设计描述 集成电路设计策略 基于硬件描述语言的集成电路设计方法 集成电路设计流程及EDA工具
1、正向设计与反向设计按功能和实现的先后顺序分
1、正向设计与反向设计 反向设计方法的应用领域越来越小 ?功能的多样化和专门化 ?集成度越来越高，十亿晶体管;保密措施 ?光学显微镜受限:日本奥林巴斯:0.35um；德国徕卡:0.18um；日本尼康:0.25um；德国蔡 司:0.13um,+UV共轭紫外线(14万$) ?反应离子蚀刻（RIE）机受限: Al互连，Cu互连 正向设计方法得到了越来越广泛的研究和应用?关键技术是综合技术，主要依赖于包括高层次综合、逻辑综合、版图综合在内的各个层次的综合方法和工具的发展，而高层次综合是首要环节.
2、自顶向下和自底向上设计 从整体和局部的先后顺序上分
Top-Down设计 Top-Down流程在EDA工具支持下逐步成为IC 主要的设计方法 ?从确定电路系统的设计指标开始 ?将系统划分为各个功能模块，每个模块 由更细化的行为描述表达 ?自系统级、寄存器传输级、逻辑级直到 物理级逐级细化并逐级验证其功能和性 能
Top-Down设计关键技术 系统级功能验证技术 不必考虑电路的实现结构和实现方法，这是对付设计复杂性日益增加的重要技术 需要开发系统级模型及建立模型库 这些模型与实现工艺无关，仅用于系统级和RTL 级模拟 Cadence的SPW：行为算法级设计工具 Synopsys COSSAP：DSP & communication design environment，其中的通讯库、滤波器库等 都是系统级模型库成功的例子 目前存在的可能： 缺少可综合的系统级库资源 通过行为级综合工具把功能级描述转换成RTL级描述，速度最快可达到传统人工方式的20倍，但 工具尚未实用化