1、CMOS模擬集成電路設(shè)計模擬集成電路設(shè)計2022-1-11第一章第一章 模擬電路設(shè)計緒論模擬電路設(shè)計緒論楊紅姣楊紅姣2022-1-12目錄目錄課程介紹與參考教材課程介紹與參考教材IC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與中國現(xiàn)狀產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與中國現(xiàn)狀模擬集成電路設(shè)計的概論模擬集成電路設(shè)計的概論CMOS模擬集成電路設(shè)計模擬集成電路設(shè)計2022-1-13課程介紹與參考教材課程介紹與參考教材2022-1-14課程簡介課程簡介 本課程簡介：本課程簡介： 涵蓋模擬設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域核心內(nèi)容；涵蓋模擬設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域核心內(nèi)容； 注重基礎(chǔ)知識的講解；注重基礎(chǔ)知識的講解； 注重電路分析方法的講解。注重電路分析方法的講解。 教材教材: 模擬模擬CM

2、OS集成電路設(shè)計集成電路設(shè)計 西安交西安交大出版社大出版社2022-1-15如何保證學(xué)習(xí)效果如何保證學(xué)習(xí)效果按時上課按時上課u希望以封閉訓(xùn)練形式嚴(yán)格要求自己希望以封閉訓(xùn)練形式嚴(yán)格要求自己u自我約束，態(tài)度決定一切自我約束，態(tài)度決定一切按時預(yù)習(xí)、自習(xí)按時預(yù)習(xí)、自習(xí)u課堂的時間短，盡可能預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)課堂的時間短，盡可能預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)u許多基礎(chǔ)知識需要自學(xué)許多基礎(chǔ)知識需要自學(xué)高度負(fù)責(zé)完成作業(yè)高度負(fù)責(zé)完成作業(yè)u一些學(xué)習(xí)項目在課堂無法完成，想其他辦法完成，如一些學(xué)習(xí)項目在課堂無法完成，想其他辦法完成，如實踐的項目多，需要課后完成實踐的項目多，需要課后完成u按時交作業(yè)按時交作業(yè)EMAIL聯(lián)系聯(lián)系2022-1-16

3、 學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求:課前預(yù)習(xí)課前預(yù)習(xí),課后復(fù)習(xí)課后復(fù)習(xí),按時上課按時上課,按時交作業(yè)按時交作業(yè). 自學(xué)自學(xué)+聽課聽課+作業(yè)作業(yè) (每每周四周四交作業(yè)交作業(yè))。 考試方式考試方式:閉卷考試閉卷考試 考試成績考試成績(70%)平時平時(作業(yè)、考勤等作業(yè)、考勤等)成績成績(30%).學(xué)習(xí)要求及考試學(xué)習(xí)要求及考試2022-1-17參考教材參考教材課前預(yù)習(xí)教材課前預(yù)習(xí)教材P.R. Gray，Analysis and Design of Analog Integrated Circuits，2002，第四版。，第四版。P.E. Allen，CMOS Analog Integrated Circuits，2

4、002。R.J. Baker，CMOS Circuit Design, Layout, and Simulation，2003。K. Martin, Analog Integrated Circuit Design, 1996。2022-1-18參考教材參考教材參考教材參考教材R. Gregorian, Analog MOS Integrated Circuits for Signal Processing, 1986。T. Ytterdal, Device Modeling For Analog and RF CMOS Circuit Design, 2003。R. Plasshe, CMO

5、S Integrated Analog-to-Digital and Digital-to-Analog Converters, 2003。M. Burns, an Introduction to Mixed Signal IC Test and Measurement, 2001。2022-1-19參考教材參考教材參考期刊參考期刊 IEEE Journal of Solid State Circuits IEEE Transactions on Electron Devices IEEE Electron Device Letters IEEE Trans. on Circuits and

6、Systems-II: Analog and Digital Signal Processing IEEE transactions on circuits and systems IEEE transactions on consumer electronics IEE Electronics Letters Analog Integrated Circuits and Signal Processing Solid-State ElectronicsCMOS模擬集成電路設(shè)計模擬集成電路設(shè)計2022-1-1102022-1-111目錄目錄 集成電路的發(fā)展規(guī)律與廣泛應(yīng)用集成電路的發(fā)展規(guī)律與廣泛

7、應(yīng)用 集成電路發(fā)展的熱門技術(shù)集成電路發(fā)展的熱門技術(shù) 中國集成電路發(fā)展的歷史中國集成電路發(fā)展的歷史 中國集成電路的現(xiàn)狀中國集成電路的現(xiàn)狀 中國集成電路對人才的需求中國集成電路對人才的需求2022-1-112目錄目錄集成電路的發(fā)展規(guī)律與廣泛應(yīng)用集成電路的發(fā)展規(guī)律與廣泛應(yīng)用 集成電路發(fā)展的熱門技術(shù)集成電路發(fā)展的熱門技術(shù) 中國集成電路發(fā)展的歷史中國集成電路發(fā)展的歷史 中國集成電路的現(xiàn)狀中國集成電路的現(xiàn)狀 中國集成電路對人才的需求中國集成電路對人才的需求2022-1-113集成電路集成電路(IC)的發(fā)展（的發(fā)展（1） 1947年，肖克利和他的兩助手布拉頓、巴丁在貝爾實驗室工作時發(fā)明點接觸式晶體管。 19

8、56年，晶體管的發(fā)明獲諾貝爾物理學(xué)獎。2022-1-114世界上第一臺電子計算機世界上第一臺電子計算機2022-1-115 19541954年貝爾實驗室年貝爾實驗室使用使用800800只晶體管只晶體管組裝了世界上第一組裝了世界上第一臺晶體管計算機臺晶體管計算機TRADICTRADIC。 2022-1-116集成電路集成電路(IC)的發(fā)展（的發(fā)展（2） KilbyKilby于于19581958年年發(fā)明了世界上發(fā)明了世界上第一塊集成電第一塊集成電路，并于路，并于20002000年獲得諾貝爾年獲得諾貝爾物理學(xué)獎物理學(xué)獎12個器件，個器件，Ge晶片晶片2022-1-117摩爾定律摩爾定律Technol

9、ogy (um)0.250.180.150.130.100.07Year199719992001200320062009# transistors11M21M40M76M200M520MOn-Chip Clock (MHz)75012001400160020002500Area (mm2)300340385430520620Wiring Levels66-7777-88-9Godon Moore是是Intel公司的創(chuàng)始人之一，公司的創(chuàng)始人之一，1956年他曾對半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展作出預(yù)言：年他曾對半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展作出預(yù)言： 1、集成電路芯片上所集成的電路的數(shù)目，每隔、集成電路芯片上所集成的電路的數(shù)

10、目，每隔18個月個月就翻一番；就翻一番；2、微處理器的性能每隔、微處理器的性能每隔18個月提高一倍，而價格下降個月提高一倍，而價格下降一半。一半。2022-1-118 發(fā)展規(guī)劃代次的指標(biāo)第一代第一代第二代第二代第三代第三代第四代第四代第五代第五代時間(每代10年)19751985197519851985199519851995199520051995200520052015200520152015202520152025光刻光源波長nm436436365365248248193193特征尺寸m每代縮小約1/31110.3510.350.350.090.350.090.090.0320.090.

11、0320.0320.0100.0320.010DRAM主流產(chǎn)品Bit數(shù)1M1M4M16M4M16M64M256M64M256M1G4G1G4G16G16GCPU代表產(chǎn)品80863868086386Pentium ProPentium ProP4P4多核架構(gòu)多核架構(gòu)突破功耗突破功耗CPU 晶體管數(shù)10104 4-10-105 510106 6-10-107 710108 8-10-109 9CPU時鐘頻率MHz每代增10倍(2-33)(2-33)10100 0-10-101 1(33-200)(33-200)10101 1-10-102 2(200-3800)(200-3800)10102 2-

12、10-103 3非主頻非主頻衡量標(biāo)準(zhǔn)衡量標(biāo)準(zhǔn)Wafer直徑(英寸)4-64-66-86-88-128-1212-1612-162022-1-119集成電路特性的改善和成本的降低主要是通過晶體管集成電路特性的改善和成本的降低主要是通過晶體管幾何尺寸持續(xù)不斷地減小得以實現(xiàn)的。幾何尺寸持續(xù)不斷地減小得以實現(xiàn)的。集成電路工藝的發(fā)展和進步Performance / Cost Market Growth20002005201020152020110100GATE LENGTH (nm)YEAR LOW POWER HIGH PERFORMANCEITRS，International Technology

13、Roadmap for SemiconductorsTransistor ScalingPITCHInvestment YEAR:20042007201020122014HALF-PITCH:65 nm45 nm32 nm22 nm15 nm2022-1-120當(dāng)前國際集成電路技術(shù)的發(fā)展趨勢 集成電路的特征尺寸向納米尺度發(fā)展。集成電路的特征尺寸向納米尺度發(fā)展。2017-20192017-2019年：開始基于年：開始基于8nm8nm或或5nm5nm工藝進行批量生產(chǎn)工藝進行批量生產(chǎn) 2022-1-121當(dāng)前國際集成電路技術(shù)的發(fā)展趨勢晶圓的尺寸增加，當(dāng)前的主流晶圓的尺寸為晶圓的尺寸增加，當(dāng)前的主流晶

14、圓的尺寸為8英英寸，已向寸，已向12英寸邁進，并出現(xiàn)英寸邁進，并出現(xiàn)18英寸晶圓。英寸晶圓。450/300/200mm450/300/200mm晶圓對比晶圓對比2022-1-122當(dāng)前國際集成電路技術(shù)的發(fā)展趨勢l 集成電路的規(guī)模不斷提高。集成電路的規(guī)模不斷提高。l 集成電路的速度不斷提高。集成電路的速度不斷提高。l 集成電路的復(fù)雜度不斷提高，集成電路的復(fù)雜度不斷提高，SOC成為開發(fā)的目成為開發(fā)的目標(biāo)。標(biāo)。l SOC電路設(shè)計向電路設(shè)計工程師提出更高的挑戰(zhàn)。電路設(shè)計向電路設(shè)計工程師提出更高的挑戰(zhàn)。2022-1-123 無生產(chǎn)線集成電路設(shè)計技術(shù)Fabless Design HouseChipless

15、Foundry芯片芯片 工藝文件工藝文件版圖文件版圖文件2022-1-124當(dāng)前國際集成電路技術(shù)的發(fā)展趨勢l 集成電路制造能力與設(shè)計能力之間的剪刀差。集成電路制造能力與設(shè)計能力之間的剪刀差。主流集成電路設(shè)計能力跟不上制造復(fù)雜度的增長主流集成電路設(shè)計能力跟不上制造復(fù)雜度的增長90nm vs 32nm or 45nm2022-1-125當(dāng)前國際集成電路技術(shù)的發(fā)展趨勢l 集成電路產(chǎn)業(yè)連續(xù)幾十年的高速增長和巨額利潤，集成電路產(chǎn)業(yè)連續(xù)幾十年的高速增長和巨額利潤，導(dǎo)致世界范圍內(nèi)集成電路生產(chǎn)線的大量建設(shè)，集成電導(dǎo)致世界范圍內(nèi)集成電路生產(chǎn)線的大量建設(shè)，集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有明顯的周期性。路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有明顯的

16、周期性。l工藝線建設(shè)投資的費用越來越高。工藝線建設(shè)投資的費用越來越高。l 集成電路的掩模費很貴。每套掩模的壽命有限。集成電路的掩模費很貴。每套掩模的壽命有限。l 工藝線走代工（工藝線走代工（Foundry）的經(jīng)營道路。）的經(jīng)營道路。l 電路設(shè)計、工藝制造和封裝的分立運行即垂直分工。電路設(shè)計、工藝制造和封裝的分立運行即垂直分工。2022-1-126 九十年代以來，集成電路工藝發(fā)展非常迅速，已九十年代以來，集成電路工藝發(fā)展非常迅速，已從亞微米從亞微米(0.5到到1微米微米)進入到深亞微米進入到深亞微米(小于小于0.5微米微米)，進而進入到超深亞微米進而進入到超深亞微米(小于小于0.25微米微米)。

17、其主要特點：。其主要特點： 特征尺寸越來越小特征尺寸越來越小 芯片尺寸越來越大芯片尺寸越來越大 單片上的晶體管數(shù)越來越多單片上的晶體管數(shù)越來越多 時鐘速度越來越快時鐘速度越來越快 電源電壓越來越低電源電壓越來越低 布線層數(shù)越來越多布線層數(shù)越來越多 I/O引線越來越多引線越來越多 集成電路工藝的發(fā)展特點和規(guī)律集成電路工藝的發(fā)展特點和規(guī)律2022-1-127系統(tǒng)知識。電路知識。工具知識。工藝知識。集成電路設(shè)計者所需要的知識：各方向交叉2022-1-128IC 設(shè)計領(lǐng)域及其工種介紹l（一）（一）模擬與混號信號電路設(shè)計模擬與混號信號電路設(shè)計ICIC電路可分為為模擬電路可分為為模擬ICIC與數(shù)字與數(shù)字I

18、CIC兩大類，以及兩者兩大類，以及兩者兼具的混合信號等三種。在兼具的混合信號等三種。在 IC IC 設(shè)計領(lǐng)域中，模擬人才設(shè)計領(lǐng)域中，模擬人才最為缺乏，相對而言模擬最為缺乏，相對而言模擬 / / 混合信號設(shè)計工程師的人混合信號設(shè)計工程師的人才養(yǎng)成也最為困難，一般而言最起碼需要才養(yǎng)成也最為困難，一般而言最起碼需要 2 2 3 3 年的年的經(jīng)驗才能完全上手，但也因為人才養(yǎng)成不易，具備模擬經(jīng)驗才能完全上手，但也因為人才養(yǎng)成不易，具備模擬 / / 混合信號專業(yè)技術(shù)的工程師身價個個不凡。混合信號專業(yè)技術(shù)的工程師身價個個不凡。 一般而言，具備電子背景的人學(xué)習(xí)模擬與混合信號一般而言，具備電子背景的人學(xué)習(xí)模擬與

19、混合信號領(lǐng)域的知識會比較容易入門，若非相關(guān)科系的話，則必領(lǐng)域的知識會比較容易入門，若非相關(guān)科系的話，則必須強化理論基礎(chǔ)以及實作能力，方能與科班出身的學(xué)員須強化理論基礎(chǔ)以及實作能力，方能與科班出身的學(xué)員競爭，不過若有心從事這一行的話，只要肯下苦工扎實競爭，不過若有心從事這一行的話，只要肯下苦工扎實工夫，從學(xué)習(xí)過程中逐步累積經(jīng)驗，必能走出自己的一工夫，從學(xué)習(xí)過程中逐步累積經(jīng)驗，必能走出自己的一片天。片天。 2022-1-129IC 設(shè)計領(lǐng)域及其工種介紹 （二）數(shù)字電路設(shè)計（二）數(shù)字電路設(shè)計 傳統(tǒng)的電路設(shè)計工作是一項需要累積豐富經(jīng)驗以及傳統(tǒng)的電路設(shè)計工作是一項需要累積豐富經(jīng)驗以及長期努力的專業(yè)性工作

20、，除了電子科系科班出身的從業(yè)長期努力的專業(yè)性工作，除了電子科系科班出身的從業(yè)人員之外，其它工程背景的人士想要跨入這個領(lǐng)域都會人員之外，其它工程背景的人士想要跨入這個領(lǐng)域都會面臨到很大的障礙和挑戰(zhàn)。但是近年來這個情況已經(jīng)產(chǎn)面臨到很大的障礙和挑戰(zhàn)。但是近年來這個情況已經(jīng)產(chǎn)生很大的變化，首先是各種消費性電子產(chǎn)品的生命周期生很大的變化，首先是各種消費性電子產(chǎn)品的生命周期不斷縮短，而系統(tǒng)的功能性和復(fù)雜度卻不斷攀升，許多不斷縮短，而系統(tǒng)的功能性和復(fù)雜度卻不斷攀升，許多的功能需要使用相當(dāng)程度的特定背景知識和足夠復(fù)雜的的功能需要使用相當(dāng)程度的特定背景知識和足夠復(fù)雜的算法才能具體描述，使得純邏輯設(shè)計專業(yè)工程師不

21、足以算法才能具體描述，使得純邏輯設(shè)計專業(yè)工程師不足以應(yīng)付完整的產(chǎn)品設(shè)計工作，應(yīng)用技術(shù)背景的工程師加入應(yīng)付完整的產(chǎn)品設(shè)計工作，應(yīng)用技術(shù)背景的工程師加入 IC IC 設(shè)計成為必要的趨勢。設(shè)計成為必要的趨勢。2022-1-130IC 設(shè)計領(lǐng)域及其工種介紹 （三）集成電路布局設(shè)計（三）集成電路布局設(shè)計 雖然大部分的公司要求布局工程師必須是電子、電雖然大部分的公司要求布局工程師必須是電子、電機、信息相關(guān)科系出身，但其實一般學(xué)校的這些科系并機、信息相關(guān)科系出身，但其實一般學(xué)校的這些科系并不會教授學(xué)生布局相關(guān)的知識，絕大多數(shù)都是進了公司不會教授學(xué)生布局相關(guān)的知識，絕大多數(shù)都是進了公司以后再從頭學(xué)起，想要學(xué)得

22、相關(guān)技術(shù)，多半是要靠經(jīng)驗以后再從頭學(xué)起，想要學(xué)得相關(guān)技術(shù)，多半是要靠經(jīng)驗累積，經(jīng)驗的累積需要時間，也因此各領(lǐng)域的布局人才累積，經(jīng)驗的累積需要時間，也因此各領(lǐng)域的布局人才一直是處于需求大于供給的狀態(tài)。一直是處于需求大于供給的狀態(tài)。2022-1-131半導(dǎo)體設(shè)計公司的職務(wù)及工作內(nèi)容生產(chǎn)線技術(shù)員：生產(chǎn)線技術(shù)員：并非所有的半導(dǎo)體設(shè)計公司都有生并非所有的半導(dǎo)體設(shè)計公司都有生產(chǎn)線技術(shù)員的需求，多數(shù)半導(dǎo)體設(shè)計公司僅以研發(fā)產(chǎn)線技術(shù)員的需求，多數(shù)半導(dǎo)體設(shè)計公司僅以研發(fā)人員為主，但部分的公司則因設(shè)有產(chǎn)品測試部門，人員為主，但部分的公司則因設(shè)有產(chǎn)品測試部門，因此需要生產(chǎn)線的作業(yè)員。這部分的員工需求以女因此需要生產(chǎn)線

23、的作業(yè)員。這部分的員工需求以女性為主，學(xué)歷要求多為高中職以上畢業(yè)。性為主，學(xué)歷要求多為高中職以上畢業(yè)。 品管工程師：品管工程師：多數(shù)公司要求新進人員的學(xué)歷為大學(xué)多數(shù)公司要求新進人員的學(xué)歷為大學(xué)以上，主要工作為進行半導(dǎo)體產(chǎn)品的質(zhì)量管理作業(yè)。以上，主要工作為進行半導(dǎo)體產(chǎn)品的質(zhì)量管理作業(yè)。行銷、企劃工程師：行銷、企劃工程師：多數(shù)公司要求新進人員的學(xué)歷多數(shù)公司要求新進人員的學(xué)歷為企管碩士，最好大學(xué)能主修理工科系為企管碩士，最好大學(xué)能主修理工科系, , 以便在進以便在進行產(chǎn)品行銷、企劃的溝通過程中，能同時與技術(shù)人行產(chǎn)品行銷、企劃的溝通過程中，能同時與技術(shù)人員、銷售人員進行更緊密的合作。其工作范圍大致員、

24、銷售人員進行更緊密的合作。其工作范圍大致包括產(chǎn)品規(guī)劃、企劃、市場研究等。包括產(chǎn)品規(guī)劃、企劃、市場研究等。2022-1-132半導(dǎo)體設(shè)計公司的職務(wù)及工作內(nèi)容業(yè)務(wù)工程師：業(yè)務(wù)工程師：多數(shù)公司要求新進人員個性以積極主動多數(shù)公司要求新進人員個性以積極主動為佳。主要工作領(lǐng)域為進行公司相關(guān)產(chǎn)品業(yè)務(wù)的拓展，為佳。主要工作領(lǐng)域為進行公司相關(guān)產(chǎn)品業(yè)務(wù)的拓展，因此，外語能力的要求較高。因此，外語能力的要求較高。產(chǎn)品研發(fā)工程師：產(chǎn)品研發(fā)工程師：多數(shù)公司要求新進人員的學(xué)歷為大多數(shù)公司要求新進人員的學(xué)歷為大學(xué)以上電子、電機相關(guān)系所畢業(yè)，主要是進行半導(dǎo)體學(xué)以上電子、電機相關(guān)系所畢業(yè)，主要是進行半導(dǎo)體產(chǎn)品的設(shè)計與開發(fā)工作。

25、產(chǎn)品的設(shè)計與開發(fā)工作。電路設(shè)計工程師：電路設(shè)計工程師：多數(shù)公司要求新進人員最好能熟悉多數(shù)公司要求新進人員最好能熟悉 CAD/CAM CAD/CAM 的操作，以利于在工作站、的操作，以利于在工作站、 PC PC 上進行電路上進行電路設(shè)計工作。設(shè)計工作。2022-1-133半導(dǎo)體設(shè)計公司的職務(wù)及工作內(nèi)容CAD CAD 工程師：工程師：多數(shù)公司會要求新進人員要熟悉多數(shù)公司會要求新進人員要熟悉 IC IC 設(shè)設(shè)計方法及設(shè)計軟件。計方法及設(shè)計軟件。 應(yīng)用工程師：應(yīng)用工程師：主要工作為進行主要工作為進行 IC IC 產(chǎn)品的應(yīng)用開發(fā)工產(chǎn)品的應(yīng)用開發(fā)工作。作。封裝工程師：封裝工程師：主要工作為進行公司所需封裝

26、技術(shù)的研主要工作為進行公司所需封裝技術(shù)的研究開發(fā)，有的是要與其后段的封裝廠商進行搭配。究開發(fā)，有的是要與其后段的封裝廠商進行搭配。測試工程師：測試工程師：在在 IC IC 設(shè)計公司中，這部分的工作包括設(shè)計公司中，這部分的工作包括有前段的測試與后段的成品測試工作，目前而言，前有前段的測試與后段的成品測試工作，目前而言，前段的測試多仍在晶圓廠內(nèi)部進行，后段的成品測試工段的測試多仍在晶圓廠內(nèi)部進行，后段的成品測試工作則部分采外包、部分由自己公司來自行進行測試。作則部分采外包、部分由自己公司來自行進行測試。軟件工程師：軟件工程師：主要工作為進行公司所設(shè)計的硬件產(chǎn)品主要工作為進行公司所設(shè)計的硬件產(chǎn)品之軟

27、件開發(fā)，例如驅(qū)動程序等。之軟件開發(fā)，例如驅(qū)動程序等。2022-1-134IC技術(shù)的應(yīng)用技術(shù)的應(yīng)用2022-1-135市場及其發(fā)展規(guī)律（市場及其發(fā)展規(guī)律（1）資料來源：資料來源：WSTS. 00/540多年來，集成電路市場的成長迅多年來，集成電路市場的成長迅速，基本上是一條指數(shù)發(fā)展規(guī)律。速，基本上是一條指數(shù)發(fā)展規(guī)律。2022-1-136市場及其發(fā)展規(guī)律（市場及其發(fā)展規(guī)律（2）ICIC市場的波動性市場的波動性, ,約十年一個漲落周期。約十年一個漲落周期。2022-1-137市場及其發(fā)展規(guī)律（市場及其發(fā)展規(guī)律（3）1998 2010年世界半導(dǎo)體市場增長預(yù)測年世界半導(dǎo)體市場增長預(yù)測2022-1-138

28、目錄目錄 集成電路的發(fā)展規(guī)律與廣泛應(yīng)用集成電路的發(fā)展規(guī)律與廣泛應(yīng)用集成電路發(fā)展的熱門技術(shù) 中國集成電路發(fā)展的歷史中國集成電路發(fā)展的歷史 中國集成電路的現(xiàn)狀中國集成電路的現(xiàn)狀 中國集成電路對人才的需求中國集成電路對人才的需求2022-1-139SOC的工作開始于的工作開始于20世紀(jì)世紀(jì)90年代年代,雖然對雖然對SOC至今尚無非常至今尚無非常明確的定義，但一般認(rèn)為，采用深亞微米（明確的定義，但一般認(rèn)為，采用深亞微米（DSM）工藝技術(shù)，）工藝技術(shù)，IP核的復(fù)用和軟硬件協(xié)同設(shè)計是核的復(fù)用和軟硬件協(xié)同設(shè)計是SOC的三大技術(shù)特征。的三大技術(shù)特征。 SOC的出現(xiàn)使集成電路發(fā)展成為集成系統(tǒng)，整個電子整機的功的

29、出現(xiàn)使集成電路發(fā)展成為集成系統(tǒng)，整個電子整機的功能將可以集成到一塊芯片中。能將可以集成到一塊芯片中。 SOC就是將微處理器、模擬就是將微處理器、模擬IP核、數(shù)字核、數(shù)字IP核和存儲器（或片核和存儲器（或片外存儲控制接口）集成在單一芯片上。它通常是客戶定制的外存儲控制接口）集成在單一芯片上。它通常是客戶定制的(CSIC)，或是面向特定用途的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，或是面向特定用途的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品(ASSP)。 據(jù)預(yù)測，據(jù)預(yù)測，SOC銷售額將從銷售額將從2002年的年的136億美元，增長到億美元，增長到2007年的年的347億美元，年增長率超過億美元，年增長率超過20%。 從分立元件到集成電路再到從分立元件到集成電路

30、再到SOC，這是微電子領(lǐng)域的重大革命。，這是微電子領(lǐng)域的重大革命。21世紀(jì)，集成電路將進入世紀(jì)，集成電路將進入SOC時代。時代。SOC設(shè)計技術(shù)的革命平臺2022-1-140典型典型SOC芯片芯片2022-1-141PLLPLLA/DA/DD/AD/AClockControllerJTAGJTAGUARTUARTMCUMCUMMUMMUI2CI2CCPUCPUKeyboard I/FUSBControllerLCDControllerDMAControllerMemoryControllerOSCOSCEmbededMemory2022-1-142 首先是微電子加工技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)使得在單個芯首

31、先是微電子加工技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)使得在單個芯片上制作電子系統(tǒng)所需要的幾乎所有元件有了可能。片上制作電子系統(tǒng)所需要的幾乎所有元件有了可能。 其次，幾十年來集成電路的設(shè)計能力的增長滯后于其次，幾十年來集成電路的設(shè)計能力的增長滯后于工藝技術(shù)的發(fā)展，在深亞微米（工藝技術(shù)的發(fā)展，在深亞微米（DSM）階段變的更）階段變的更加突出，因而加突出，因而SOC設(shè)計技術(shù)應(yīng)運而生。設(shè)計技術(shù)應(yīng)運而生。 第三，電子系統(tǒng)發(fā)展的需要，利用第三，電子系統(tǒng)發(fā)展的需要，利用SOC可以大大減可以大大減少所使用的元件數(shù)量，提高產(chǎn)品性能，降低能耗，少所使用的元件數(shù)量，提高產(chǎn)品性能，降低能耗，縮小體積，降低成本，或者說在相同的工藝技術(shù)條縮小

32、體積，降低成本，或者說在相同的工藝技術(shù)條件下，可以實現(xiàn)更高的性能指標(biāo)。件下，可以實現(xiàn)更高的性能指標(biāo)。2022-1-143 IP（Intellectual Property)核是核是SOC的建造基礎(chǔ)。的建造基礎(chǔ)。 今天所稱的今天所稱的IP是指那些較高集成度并具有完整功能是指那些較高集成度并具有完整功能的單元模塊，如的單元模塊，如MPU、DSP、DRAM、FLASH等模等模塊。塊。 IP模塊的再利用，除了可以縮短模塊的再利用，除了可以縮短SOC芯片的設(shè)計時芯片的設(shè)計時間外，還能大大降低設(shè)計和制造的成本，提高可靠間外，還能大大降低設(shè)計和制造的成本，提高可靠性。性。 2022-1-144IP核從技術(shù)層

33、面上可分為軟核、固核、硬核三種核從技術(shù)層面上可分為軟核、固核、硬核三種 從滿足從滿足SOC的設(shè)計要求來說，它必須有四個特征：的設(shè)計要求來說，它必須有四個特征：必須是符合設(shè)計再利用的要求按嵌入式專門設(shè)計的。必須是符合設(shè)計再利用的要求按嵌入式專門設(shè)計的。 必須是經(jīng)多次優(yōu)化設(shè)計，達到通常的必須是經(jīng)多次優(yōu)化設(shè)計，達到通常的“四最四最”（芯片面（芯片面積最小，運算速度最快，功耗最小，工藝容差最大）的積最小，運算速度最快，功耗最小，工藝容差最大）的目標(biāo)。目標(biāo)。 必須是允許多家公司在支付一定費用后商業(yè)運用的，而必須是允許多家公司在支付一定費用后商業(yè)運用的，而不是本公司內(nèi)部專用的。不是本公司內(nèi)部專用的。 必須

34、符合必須符合IP標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。1996年年9月，世界月，世界35個著名公司組成個著名公司組成一個國際性企業(yè)聯(lián)合組織棗虛擬插座接口聯(lián)盟一個國際性企業(yè)聯(lián)合組織棗虛擬插座接口聯(lián)盟VSIA。2022-1-145 數(shù)字、模擬電路混合的混合信號數(shù)字、模擬電路混合的混合信號（Mixed Signal）IC設(shè)計成為設(shè)計成為ASIC/SoC設(shè)設(shè)計中最常出現(xiàn)的需求，尤其是通信領(lǐng)域混合計中最常出現(xiàn)的需求，尤其是通信領(lǐng)域混合信號信號IC設(shè)計方法也由原來的功能設(shè)計向功能設(shè)計方法也由原來的功能設(shè)計向功能組裝的方向發(fā)展。組裝的方向發(fā)展。2022-1-146 首先，數(shù)字技術(shù)是一種人工編碼技術(shù)，而自然界首先，數(shù)字技術(shù)是一種人工編

35、碼技術(shù)，而自然界的監(jiān)測對象和控制對象，如聲、光、溫度的監(jiān)測對象和控制對象，如聲、光、溫度全是全是連續(xù)變化的連續(xù)變化的“模擬量模擬量”。數(shù)字技術(shù)不可能直接監(jiān)。數(shù)字技術(shù)不可能直接監(jiān)測和直接控制。實現(xiàn)這一接口功能的正是模擬電測和直接控制。實現(xiàn)這一接口功能的正是模擬電路。路。 其次，數(shù)字信號只能有線傳輸（利用雙絞線，同其次，數(shù)字信號只能有線傳輸（利用雙絞線，同軸線，光纜等等）。采用射頻載波的調(diào)制和解調(diào)，軸線，光纜等等）。采用射頻載波的調(diào)制和解調(diào)，才能完成無線發(fā)射和接收。這又是非模擬電路不才能完成無線發(fā)射和接收。這又是非模擬電路不可的用場。可的用場。 再次，任何數(shù)字系統(tǒng)都必須有電源的控制和管理。再次，任

36、何數(shù)字系統(tǒng)都必須有電源的控制和管理。在移動式數(shù)字系統(tǒng)中，電源控制和電源管理的問在移動式數(shù)字系統(tǒng)中，電源控制和電源管理的問題更加突出。題更加突出。2022-1-147 嵌入式模擬嵌入式模擬IC和高性能模擬和高性能模擬IC是當(dāng)前模擬是當(dāng)前模擬IC發(fā)展的發(fā)展的兩大趨勢兩大趨勢 采用標(biāo)準(zhǔn)采用標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝設(shè)計制造工藝設(shè)計制造A/D、D/A轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器，RF電路等典型模擬電路和混合信號電路已經(jīng)成為電路等典型模擬電路和混合信號電路已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)熱點。業(yè)內(nèi)熱點。 采用采用CMOS工藝設(shè)計模擬工藝設(shè)計模擬IC的工作難度，高于設(shè)計的工作難度，高于設(shè)計數(shù)字?jǐn)?shù)字IC。 2022-1-148目錄目錄 集成電路的發(fā)展

37、規(guī)律與廣泛應(yīng)用集成電路的發(fā)展規(guī)律與廣泛應(yīng)用 集成電路發(fā)展的熱門技術(shù)集成電路發(fā)展的熱門技術(shù)中國集成電路發(fā)展的歷史中國集成電路發(fā)展的歷史 中國集成電路的現(xiàn)狀中國集成電路的現(xiàn)狀 中國集成電路對人才的需求中國集成電路對人才的需求2022-1-149IC的歷史的歷史 1955年年5所學(xué)校在北大聯(lián)合創(chuàng)建半導(dǎo)體專業(yè)所學(xué)校在北大聯(lián)合創(chuàng)建半導(dǎo)體專業(yè) 北京大學(xué)、南京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、吉林大學(xué)、廈門大學(xué)北京大學(xué)、南京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、吉林大學(xué)、廈門大學(xué) 教師：黃昆、謝稀德、高鼎三、林蘭英教師：黃昆、謝稀德、高鼎三、林蘭英 1977年在北京大學(xué)誕生第一塊大規(guī)模集成電路年在北京大學(xué)誕生第一塊大規(guī)模集成電路 1982年，中國

38、成立電子計算機和大規(guī)模集成電路領(lǐng)導(dǎo)小年，中國成立電子計算機和大規(guī)模集成電路領(lǐng)導(dǎo)小組（主任：萬里）組（主任：萬里） 80年代：初步形成產(chǎn)業(yè)鏈年代：初步形成產(chǎn)業(yè)鏈 制造業(yè)制造業(yè) 設(shè)計業(yè)設(shè)計業(yè) 封裝業(yè)封裝業(yè) 21世紀(jì)：進入快速增長時期世紀(jì)：進入快速增長時期2022-1-150中國中國IC投資的熱點投資的熱點 隨著經(jīng)濟高速發(fā)展對集成電路產(chǎn)品持續(xù)增長的需求，隨著經(jīng)濟高速發(fā)展對集成電路產(chǎn)品持續(xù)增長的需求，中國將成為全球第二大集成電路市場中國將成為全球第二大集成電路市場. 2002年，全球年，全球IC產(chǎn)業(yè)的規(guī)模為產(chǎn)業(yè)的規(guī)模為1228億美元，中國的億美元，中國的市場規(guī)模達到了市場規(guī)模達到了1000億元人民幣；

39、到億元人民幣；到2005年，全球年，全球規(guī)模達到規(guī)模達到3000億美元，而中國將達到億美元，而中國將達到2000億元人民億元人民幣。幣。 目前，中國的集成電路產(chǎn)品以進口為主目前，中國的集成電路產(chǎn)品以進口為主. 從從2000年開始，國際上的集成電路巨頭就開始向中年開始，國際上的集成電路巨頭就開始向中國挺進。分析師將這一戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)移稱為國挺進。分析師將這一戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)移稱為“IC向中國向中國遷移遷移”。2022-1-151目錄目錄 集成電路的發(fā)展規(guī)律與廣泛應(yīng)用集成電路的發(fā)展規(guī)律與廣泛應(yīng)用 集成電路發(fā)展的熱門技術(shù)集成電路發(fā)展的熱門技術(shù) 中國集成電路發(fā)展的歷史中國集成電路發(fā)展的歷史中國集成電路的現(xiàn)狀中國集成

40、電路的現(xiàn)狀 中國集成電路對人才的需求中國集成電路對人才的需求2022-1中國信息技術(shù)趨勢大會上專家指出，年中國信息技術(shù)趨勢大會上專家指出，ICIC技術(shù)是技術(shù)是ITIT領(lǐng)域熱領(lǐng)域熱點技術(shù)之一；點技術(shù)之一；ICIC是整個電子信息產(chǎn)業(yè)乃至國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)。是整個電子信息產(chǎn)業(yè)乃至國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)。 目前我國的半導(dǎo)體集成電路生產(chǎn)分為三大類：目前我國的半導(dǎo)體集成電路生產(chǎn)分為三大類：IC設(shè)計公司（設(shè)計公司（Fabless，無生產(chǎn)線，無生產(chǎn)線 ）國內(nèi)半導(dǎo)體芯片廠家的主流產(chǎn)品是國內(nèi)半導(dǎo)體芯片廠家的主流產(chǎn)品是5至至6英寸硅片，英寸硅片，大約占總量的三分之二強。隨著上海華虹大約占總量的三分之二

41、強。隨著上海華虹NEC公司公司8英寸生產(chǎn)線的投產(chǎn)，英寸生產(chǎn)線的投產(chǎn)，6至至8英寸硅片的需求量將上升。英寸硅片的需求量將上升。芯片加工廠（芯片加工廠（Foundry）我國集成電路芯片制造業(yè)現(xiàn)己相對集中我國集成電路芯片制造業(yè)現(xiàn)己相對集中,主要分布在主要分布在上海、北京、江蘇、浙江等省市。上海、北京、江蘇、浙江等省市。 后工序（測試、封裝、設(shè)備）后工序（測試、封裝、設(shè)備）其中其中IC設(shè)計以人為主，腦力密集型，屬高回報產(chǎn)業(yè)。設(shè)計以人為主，腦力密集型，屬高回報產(chǎn)業(yè)。2022-1-153芯片制造銷售渠道封裝測試整機廠商設(shè)計設(shè)備、材料芯片制造銷售渠道封裝測試整機廠商設(shè)計設(shè)備、材料 集成電路的產(chǎn)業(yè)鏈條包括設(shè)計

42、、制造、封裝三個環(huán)節(jié)，技集成電路的產(chǎn)業(yè)鏈條包括設(shè)計、制造、封裝三個環(huán)節(jié)，技術(shù)含量逐步降低。設(shè)計環(huán)節(jié)處于整個產(chǎn)業(yè)鏈條的上游，技術(shù)含術(shù)含量逐步降低。設(shè)計環(huán)節(jié)處于整個產(chǎn)業(yè)鏈條的上游，技術(shù)含量最高。量最高。目前，國內(nèi)的集成電路產(chǎn)業(yè)仍以封裝為主。今后幾年我國目前，國內(nèi)的集成電路產(chǎn)業(yè)仍以封裝為主。今后幾年我國芯片設(shè)計產(chǎn)業(yè)的增長將快于集成電路產(chǎn)業(yè)整體增長速度。芯片設(shè)計產(chǎn)業(yè)的增長將快于集成電路產(chǎn)業(yè)整體增長速度。 總體來看，處于產(chǎn)業(yè)鏈上端的集成電路設(shè)計業(yè)從無到有，總體來看，處于產(chǎn)業(yè)鏈上端的集成電路設(shè)計業(yè)從無到有，從小到大，企業(yè)數(shù)量急劇增加；中端的集成電路制造業(yè)超常規(guī)從小到大，企業(yè)數(shù)量急劇增加；中端的集成電路制造

43、業(yè)超常規(guī)發(fā)展，已建立晶園代工；下游的集成電路封裝測試代工發(fā)展迅發(fā)展，已建立晶園代工；下游的集成電路封裝測試代工發(fā)展迅猛；配套的半導(dǎo)體設(shè)備和材料業(yè)正在崛起中。猛；配套的半導(dǎo)體設(shè)備和材料業(yè)正在崛起中。2022-1-154IC設(shè)計企業(yè)地區(qū)分布設(shè)計企業(yè)地區(qū)分布2022-1-155中國中國IC區(qū)域生產(chǎn)規(guī)模區(qū)域生產(chǎn)規(guī)模2003年統(tǒng)計2022-1-156目前中國大陸集成電路產(chǎn)業(yè)主要聚集于目前中國大陸集成電路產(chǎn)業(yè)主要聚集于三個區(qū)域三個區(qū)域中西部地區(qū)中西部地區(qū)環(huán)渤海地區(qū)環(huán)渤海地區(qū)IC設(shè)計：威盛、大唐微電子、華大、北京海爾IC制造：中芯國際（天津）（原Motorola天津半導(dǎo)體廠）、首鋼NEC、中芯環(huán)球（在建）I

44、C封測：瑞薩四通珠江三角洲地區(qū)珠江三角洲地區(qū)IC設(shè)計：華為、中興深圳國微、珠海科廣IC制造：珠海南科、深圳超大（在建）IC封測：深圳賽意法長江三角洲地區(qū)長江三角洲地區(qū)IC設(shè)計：上海華虹、復(fù)旦微電子IC制造：中芯國際、華虹NEC、上海宏力、上海先進、上海貝嶺、TSMC松江廠（在建）、無錫華潤、和艦科技、杭州士蘭、紹興華越、杭州友旺IC封測：上海英特爾、上海松下、上海金朋、蘇州瑞薩、江蘇長電、南通富士通、AMD（蘇州）、英飛凌（無錫）2022-1-1572022-1-158p據(jù)不完全統(tǒng)計，據(jù)不完全統(tǒng)計，20102010年全行業(yè)銷售額有望年全行業(yè)銷售額有望達到達到550550億元人民幣，比億元人民幣

45、，比20092009年增長年增長45%45%。占全球設(shè)計業(yè)的份額提升到占全球設(shè)計業(yè)的份額提升到11.85% 11.85% 1010年間全行業(yè)年均復(fù)合增長率達到年間全行業(yè)年均復(fù)合增長率達到45%45%p產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整邁出重要步伐產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整邁出重要步伐繼續(xù)保持傳統(tǒng)領(lǐng)域的優(yōu)勢：智能卡、繼續(xù)保持傳統(tǒng)領(lǐng)域的優(yōu)勢：智能卡、多媒體處理芯片等多媒體處理芯片等高端芯片產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)：網(wǎng)絡(luò)及通訊芯片、移動終端高端芯片產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)：網(wǎng)絡(luò)及通訊芯片、移動終端核心芯片、平板電腦核心芯片、移動互聯(lián)網(wǎng)終端芯片、核心芯片、平板電腦核心芯片、移動互聯(lián)網(wǎng)終端芯片、數(shù)字電視芯片、電子支付芯片和數(shù)字電視芯片、電子支付芯片和CMOSCM

46、OS攝像頭芯片等攝像頭芯片等2022-1-1592022-1-160國內(nèi)成功IC設(shè)計企業(yè)與本土系統(tǒng)整機企業(yè)共同起飛 第一波第一波(2003年前年前)： 智能卡市場智能卡市場 代表企業(yè)：華大、復(fù)旦微、同方微電子、華虹代表企業(yè)：華大、復(fù)旦微、同方微電子、華虹 、大唐微電子、大唐微電子 第二波第二波(03年年-07年年)： 便攜消費類便攜消費類 代表企業(yè)：中星微、炬力、瑞芯微、君正、芯邦微電子、朗科、代表企業(yè)：中星微、炬力、瑞芯微、君正、芯邦微電子、朗科、珠海全勝、華芯飛珠海全勝、華芯飛 第三波第三波(05年年-)：通信手機通信手機 代表企業(yè)：海思、中興、晶門、展訊、代表企業(yè)：海思、中興、晶門、展訊

47、、RDA、泰景、格科微、泰景、格科微、艾為、圣邦微電子、創(chuàng)毅視訊、美新半導(dǎo)體、敦泰艾為、圣邦微電子、創(chuàng)毅視訊、美新半導(dǎo)體、敦泰 數(shù)字電視數(shù)字電視/家庭家庭 代表企業(yè)：瀾起科技、中天聯(lián)科、杭州國芯、艾科、華亞代表企業(yè)：瀾起科技、中天聯(lián)科、杭州國芯、艾科、華亞 第四波第四波(08年年-)：移動互聯(lián)網(wǎng)移動互聯(lián)網(wǎng) 代表企業(yè)：瑞芯微、君正、代表企業(yè)：瑞芯微、君正、盛大、騰訊、新岸線、中微電盛大、騰訊、新岸線、中微電LED照明照明/新興應(yīng)用新興應(yīng)用代表企業(yè)：長運通、明微、天利、輝芒、聯(lián)德合代表企業(yè)：長運通、明微、天利、輝芒、聯(lián)德合2022-1-161目錄目錄 集成電路的發(fā)展規(guī)律與廣泛應(yīng)用集成電路的發(fā)展規(guī)律

48、與廣泛應(yīng)用 集成電路發(fā)展的熱門技術(shù)集成電路發(fā)展的熱門技術(shù) 中國集成電路發(fā)展的歷史中國集成電路發(fā)展的歷史 中國集成電路的現(xiàn)狀中國集成電路的現(xiàn)狀中國集成電路對人才的需求中國集成電路對人才的需求2022-1-162q 國際產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移為集成電路市場的增長提供了廣闊的空間國際產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移為集成電路市場的增長提供了廣闊的空間q 電子信息制造業(yè)持續(xù)高速發(fā)展為集成電路市場的增長電子信息制造業(yè)持續(xù)高速發(fā)展為集成電路市場的增長 提供了有力保障提供了有力保障q 技術(shù)升級與發(fā)展成為集成電路市場增長的新一輪推動力技術(shù)升級與發(fā)展成為集成電路市場增長的新一輪推動力 q 應(yīng)用創(chuàng)新成為集成電路市場新的增長點應(yīng)用創(chuàng)新成為集成電路市場新

49、的增長點 q 設(shè)計業(yè)水平相對落后制約了市場應(yīng)用的發(fā)展設(shè)計業(yè)水平相對落后制約了市場應(yīng)用的發(fā)展 q 芯片制造產(chǎn)能集中釋放導(dǎo)致惡性價格競爭芯片制造產(chǎn)能集中釋放導(dǎo)致惡性價格競爭 q 高級人才缺乏制約集成電路應(yīng)用水平提高高級人才缺乏制約集成電路應(yīng)用水平提高 市場影響因素分析市場影響因素分析2022-1-163典型的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移路徑典型的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移路徑 美國美國臺灣地區(qū)臺灣地區(qū)日本日本中國大陸中國大陸歐洲歐洲日本日本韓國韓國美國美國臺灣地區(qū)臺灣地區(qū)東南亞東南亞墨西哥墨西哥中國大陸中國大陸全球電子制造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移為中國大陸集全球電子制造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移為中國大陸集成電路市場增長提供了廣闊的空間成電路市場增長提供了廣闊的空間2

50、022-1-164產(chǎn)業(yè)融合帶來新的市場機會產(chǎn)業(yè)融合帶來新的市場機會通訊通訊多媒體多媒體計算機計算機消費電子消費電子儀器儀表儀器儀表電子設(shè)備電子設(shè)備軍事電子軍事電子微系統(tǒng)微系統(tǒng)IC設(shè)計：設(shè)計：SOC技術(shù)與深亞微米技術(shù)與深亞微米技術(shù)技術(shù)各領(lǐng)域信息化各領(lǐng)域信息化電子化電子化芯片制造、封裝、芯片制造、封裝、測試測試2022-1-165產(chǎn)業(yè)規(guī)劃與政策支持產(chǎn)業(yè)規(guī)劃與政策支持q 制定中長期的戰(zhàn)略規(guī)劃，優(yōu)先發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)，引導(dǎo)和鼓勵集成電路企業(yè)。 十一五規(guī)劃十一五規(guī)劃 20102010年電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃年電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃q 加大對集成電路產(chǎn)業(yè)的投資，促進產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合，對關(guān)鍵技術(shù)進行重點攻關(guān)。 科技部

51、科技部“863863”專項發(fā)展基金專項發(fā)展基金 信息產(chǎn)業(yè)部電子發(fā)展基金信息產(chǎn)業(yè)部電子發(fā)展基金q 制定優(yōu)惠的政策吸引港澳臺資、外資及民營資本的投入。 在增值稅、關(guān)稅、個人所得稅等方面給予優(yōu)惠在增值稅、關(guān)稅、個人所得稅等方面給予優(yōu)惠 減免土地使用費、水電費等減免土地使用費、水電費等 人才培養(yǎng)政策人才培養(yǎng)政策 投融資政策等投融資政策等2022-1-1662022-1-167國內(nèi)國內(nèi)IC設(shè)計尚待成熟設(shè)計尚待成熟 面對各領(lǐng)域需求，面對各領(lǐng)域需求，ICIC設(shè)計技術(shù)亟待提升設(shè)計技術(shù)亟待提升 中低檔產(chǎn)品為主，主流技術(shù)水平中低檔產(chǎn)品為主，主流技術(shù)水平 0.350.35微米微米- 0.18- 0.18微米微米。互

52、互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)物物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)醫(yī)醫(yī)療療電電子子汽汽車車電電子子數(shù)數(shù)字字裝裝備備數(shù)數(shù)字字家家庭庭新新能能源源電電子子集成電路集成電路 &嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)發(fā)展發(fā)展IC設(shè)計和潛入式系統(tǒng)，是新型戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的牽引抓手。設(shè)計和潛入式系統(tǒng)，是新型戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的牽引抓手。2022-1-168集成電路設(shè)計滯后現(xiàn)象集成電路設(shè)計滯后現(xiàn)象2022-1-169綜合人才的需求綜合人才的需求EfficiencyProfessional專業(yè)人才專業(yè)人才綜合人才綜合人才2022-1-170集成電路設(shè)計工程師薪資水平 據(jù)上海交大正源企業(yè)咨詢有限公司對集成電路行業(yè)薪資福利的調(diào)研顯示，集成電路行業(yè)的薪資與其他行業(yè)相比，還是處于較高位置

53、，明顯優(yōu)于電子電氣和消費品等行業(yè)。電路設(shè)計（模擬）職位，其年薪現(xiàn)金收入平均值為118922元；電路設(shè)計年薪現(xiàn)金收入平均值為117696元；系統(tǒng)工程師年薪現(xiàn)金收入平均值為107523元。其他崗位依次為，算法工程師104876元；軟件工程師95970元；CAD工程師95309元；產(chǎn)品工程師93113元；測試工程師83873元；版圖工程師77301元；FAE工程師71384元。2005年年CMOS模擬集成電路設(shè)計模擬集成電路設(shè)計2022-1-171模擬集成電路設(shè)計的概論模擬集成電路設(shè)計的概論2022-1-172當(dāng)前國際集成電路發(fā)展趨勢當(dāng)前國際集成電路發(fā)展趨勢(1) 集成電路是當(dāng)代信息技術(shù)的一大基石。

54、在人類社會進入信息集成電路是當(dāng)代信息技術(shù)的一大基石。在人類社會進入信息化社會的革命化過程中，集成電路正在迅速發(fā)展。在材料研化社會的革命化過程中，集成電路正在迅速發(fā)展。在材料研究和工藝開發(fā)的基礎(chǔ)之上，集成電路的開發(fā)和生產(chǎn)作為微電究和工藝開發(fā)的基礎(chǔ)之上，集成電路的開發(fā)和生產(chǎn)作為微電子學(xué)發(fā)展的結(jié)晶而創(chuàng)造出巨大的物質(zhì)財富。當(dāng)前國際集成電子學(xué)發(fā)展的結(jié)晶而創(chuàng)造出巨大的物質(zhì)財富。當(dāng)前國際集成電路趨勢是路趨勢是: 集成電路的特征尺寸向深亞微米發(fā)展，目前的主流工藝是集成電路的特征尺寸向深亞微米發(fā)展，目前的主流工藝是0.35/0.25/0.18um工藝，而工藝，而0.13um工藝己經(jīng)走向規(guī)模化生工藝己經(jīng)走向規(guī)模化

55、生產(chǎn)產(chǎn); 晶圓的尺寸在增大，當(dāng)前的主流晶圓的尺寸為晶圓的尺寸在增大，當(dāng)前的主流晶圓的尺寸為8英寸，正在英寸，正在向向12英寸晶圓邁進英寸晶圓邁進; 集成電路的規(guī)模不斷提高，最先進的集成電路的規(guī)模不斷提高，最先進的CPU已達到已達到2800萬只萬只晶體管，晶體管，DRAM已達已達Gb規(guī)模規(guī)模; 集成電路的速度不斷提高，采用集成電路的速度不斷提高，采用0. 18um CMOS工藝實現(xiàn)的工藝實現(xiàn)的CPU主時鐘己達主時鐘己達800MHz，實現(xiàn)的超高速數(shù)字電路速率已超，實現(xiàn)的超高速數(shù)字電路速率已超過過4Gbit/s，射頻電路的最高工作頻率已達，射頻電路的最高工作頻率已達3GHz;2022-1-173當(dāng)前

56、國際集成電路發(fā)展趨勢當(dāng)前國際集成電路發(fā)展趨勢(2) 集成電路復(fù)雜度不斷增加，系統(tǒng)芯片或稱芯片系統(tǒng)集成電路復(fù)雜度不斷增加，系統(tǒng)芯片或稱芯片系統(tǒng)SOC(System-on-Chip)成為開發(fā)目標(biāo)成為開發(fā)目標(biāo); 模擬數(shù)字混合集成己向設(shè)計工程師提出了挑戰(zhàn)模擬數(shù)字混合集成己向設(shè)計工程師提出了挑戰(zhàn); 設(shè)計能力明顯落后于工藝制造能力設(shè)計能力明顯落后于工藝制造能力; 集成電路產(chǎn)業(yè)連續(xù)幾十年的高速增長和巨額利潤導(dǎo)致世界集成電路產(chǎn)業(yè)連續(xù)幾十年的高速增長和巨額利潤導(dǎo)致世界范圍內(nèi)集成電路生產(chǎn)線的大量建設(shè)，目前已經(jīng)出現(xiàn)了過剩范圍內(nèi)集成電路生產(chǎn)線的大量建設(shè)，目前已經(jīng)出現(xiàn)了過剩局面局面; 工藝線建設(shè)投資費用越來越高，目前一

57、條工藝線建設(shè)投資費用越來越高，目前一條8英寸、英寸、0.35um工藝線的投資約工藝線的投資約20億美元，但在幾年后，一條億美元，但在幾年后，一條12英寸、英寸、0.18um工藝線的投資將會超過工藝線的投資將會超過100億美元億美元; 工藝線投資的高成本和設(shè)計能力的普遍落后，導(dǎo)致多數(shù)工工藝線投資的高成本和設(shè)計能力的普遍落后，導(dǎo)致多數(shù)工藝線走向代工藝線走向代工(Foundry)的經(jīng)營道路的經(jīng)營道路; 電路設(shè)計、工藝制造、封裝的分立運行為發(fā)展無生產(chǎn)線電路設(shè)計、工藝制造、封裝的分立運行為發(fā)展無生產(chǎn)線(Fabless)和無芯片和無芯片(Chipless)集成電路設(shè)計，為微電子集成電路設(shè)計，為微電子領(lǐng)域發(fā)

58、展知識經(jīng)濟提供了條件。領(lǐng)域發(fā)展知識經(jīng)濟提供了條件。2022-1-174集成電路的特點集成電路的特點電路結(jié)構(gòu)與元件參數(shù)具有對稱性；電路結(jié)構(gòu)與元件參數(shù)具有對稱性；u同一硅片，相同工藝同一硅片，相同工藝元件特性相同。元件特性相同。大電阻不易集成；大電阻不易集成；u硅半導(dǎo)體的體電阻硅半導(dǎo)體的體電阻阻值范圍不大（幾十歐到幾十阻值范圍不大（幾十歐到幾十K歐）歐）,u誤差大（誤差大（10%到到20%)；盡量少用電阻；盡量少用電阻,常用有源器件代替常用有源器件代替無源器件。無源器件。采用復(fù)合結(jié)構(gòu)的電路采用復(fù)合結(jié)構(gòu)的電路u電路中多采用復(fù)合管、共射電路中多采用復(fù)合管、共射-共基、共集共基、共集-共基等組合電路。共

59、基等組合電路。級間采用直接耦合方式（級間耦合：阻容級間采用直接耦合方式（級間耦合：阻容直接）直接）u大電容不易集成。大電容不易集成。PN結(jié)電容結(jié)電容幾十皮法以下。幾十皮法以下。2022-1-175集成電路分類集成電路分類 集成電路：在半導(dǎo)體制造工藝的基礎(chǔ)上，把整個集成電路：在半導(dǎo)體制造工藝的基礎(chǔ)上，把整個電路中的元器件制作在一塊硅基片上，構(gòu)成特定電路中的元器件制作在一塊硅基片上，構(gòu)成特定功能的電子電路。功能的電子電路。 模擬集成電路，數(shù)字集成電路。模擬集成電路，數(shù)字集成電路。 模擬集成電路：模擬集成電路： 運算放大器、寬頻帶放大器、運算放大器、寬頻帶放大器、功率放大器、模擬乘法器、功率放大器、

60、模擬乘法器、模擬鎖相環(huán)、模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器、模擬鎖相環(huán)、模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器、穩(wěn)壓電壓集成電路等。穩(wěn)壓電壓集成電路等。2022-1-1761.1 why analog?1.1.1 analog signals versus digital signals 信號的定義：任何可檢測到的電壓、電流或電荷信號的定義：任何可檢測到的電壓、電流或電荷的信息。信號將傳輸一個物理系統(tǒng)的信息（狀態(tài)的信息。信號將傳輸一個物理系統(tǒng)的信息（狀態(tài)或行為）。或行為）。 信號的分類：信號的分類：analog signals, digital signalsAnalog signals：在連續(xù)時間范圍內(nèi)有連續(xù)幅度變化：在連續(xù)時間范圍內(nèi)有連