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IC什么怎么設計的？

在 IC 生產流程中，IC 多由專業 IC 設計公司進行規劃、設計，像是聯發科、高通、Intel 等大廠，都自行設計各自的 IC 芯片，提供不同規格、效能的芯片給下游廠商選擇。因為 IC 是由各廠自行設計，所以 IC 設計十分仰賴工程師的技術，工程師的素質影響著一間企業的價值。Filler的插入(padfliier,cellfiller)。然而，工程師們在設計一顆 IC 芯片時，究竟有那些步驟？設計流程可以簡單分成如下。

設計步，訂定目標

在 IC 設計中，的步驟就是規格制定。這個步驟就像是在設計建筑前，先決定要幾間房間、浴室，有什么建筑法規需要遵守，在確定好所有的功能之后在進行設計，這樣才不用再花額外的時間進行后續修改。深圳瑞泰威科技有限公司是國內IC電子元器件的代理銷售企業，專業從事各類驅動IC、存儲IC、傳感器IC、觸摸IC銷售，品類齊全，具備上百個型號。IC 設計也需要經過類似的步驟，才能確保設計出來的芯片不會有任何差錯。

規格制定的步便是確定 IC 的目的、效能為何，對大方向做設定。接著是察看有哪些協議要符合，像無線網卡的芯片就需要符合 IEEE 802.11 等規范，不然，這芯片將無法和市面上的產品兼容，使它無法和其他設備聯機。I/OPad預先給出了位置，而宏單元則根據時序要求進行擺放，標準單元則是給出了一定的區域由工具自動擺放。后則是確立這顆 IC 的實作方法，將不同功能分配成不同的單元，并確立不同單元間鏈接的方法，如此便完成規格的制定。

設計完規格后，接著就是設計芯片的細節了。這個步驟就像初步記下建筑的規畫，將整體輪廓描繪出來，方便后續制圖。現將目前較為流行的測試方法加以簡單歸類和闡述，力求達到拋磚引玉的作用。在 IC 芯片中，便是使用硬件描述語言（HDL）將電路描寫出來。常使用的 HDL 有 Verilog、VHDL 等，藉由程序代碼便可輕易地將一顆 IC 地菜單達出來。接著就是檢查程序功能的正確性并持續修改，直到它滿足期望的功能為止。

▲ 32 bits 加法器的 Verilog 范例。

有了計算機，事情都變得容易

有了完整規畫后，接下來便是畫出平面的設計藍圖。在 IC 設計中，邏輯合成這個步驟便是將確定無誤的 HDL code，放入電子設計自動化工具（EDA tool），讓計算機將 HDL code 轉換成邏輯電路，產生如下的電路圖。EM(electronmigration，電子遷移)“電子遷移”是50年代在微電子科學領域發現的一種從屬現象，指因電子的流動所導致的金屬原子移動的現象。之后，反復的確定此邏輯閘設計圖是否符合規格并修改，直到功能正確為止。

一種高分頻下數字IC的低功耗

針對時鐘分頻系數較大的情況下,傳統電路實現分頻需要大量的寄存器,導致芯片功耗和面積增加的問題,提出了一種異步分頻與門控時鐘技術相結合的低功耗邏輯綜合方案。基于HHGrace 0.11μm ULL工藝,通過采用所提出的方案和使用Design Compiler工具,完成了Σ-ΔADC芯片中數字集成電路的邏輯綜合。接著就是檢查程序功能的正確性并持續修改，直到它滿足期望的功能為止。結果表明,使用該方案得到的數字IC的功耗為132.627μW。與傳統方案相比,功耗降低了38.88%,面積縮小了2.7%。與門控時鐘綜合方案相比,功耗降低了25.43%。

深圳瑞泰威科技有限公司是國內IC電子元器件的代理銷售企業，專業從事各類驅動IC、存儲IC、傳感器IC、觸摸IC銷售，品類齊全，具備上百個型號。與國內外的東芝、恩智浦、安森美、全宇昕、上海晶準等均穩定合作，保證產品的品質和穩定供貨。Foundry廠都有對金屬密度的規定，使其金屬密度不要低于一定的值，以防在芯片制造過程中的刻蝕階段對連線的金屬層過度刻蝕從而降低電路的性能。自公司成立以來，飛速發展，產品已涵蓋了工控類IC、光通信類IC、無線通信IC、消費類IC等行業。

4GHzCMOS全數字鎖相環

隨著深亞微米CMOS工藝的發展,工藝尺寸的縮小使模擬電路的設計變得更加復雜,盡可能采用數字電路代替模擬電路成為發展的趨勢。解決了這三個問題，質量和可靠性就有了保證，制造商才可以大量地將產品推向市場，客戶才可以放心地使用產品。鎖相環作為時鐘產生電路是射頻通信系統中的關鍵模塊,其中全數字鎖相環具有良好的集成性、可移植性和可編程性,以及能夠實現較好的相位噪聲指標等優勢,得到了越來越廣泛的研究和發展。本文著重于2.4GHz CMOS全數字鎖相環的研究與設計,主要工作包括:

1)首先分析并推導了全數字鎖相環的主要性能指標,接著分析了I型和II型全數字鎖相環的原理和結構特點,并分析了環路參數對整個環路特性與穩定性的影響。

2)提出一種用于時間數字轉換器(Time-to-Digital Converter,TDC)的互補比較器的結構,在傳統比較器結構的基礎上,疊加一個與之互補的比較器,能夠消除輸出波形的毛刺,降低輸入失調電壓,提高比較器的工作速度,進而改善比較器的精度。03與元器件關系緊密對于數字電路來說是沒有噪音和失真的，數字電路設計者完全不用考慮這些因素。

3)提出一種可重構數字濾波器(Digital Loop Filter,DLF),將DLF的參數KP、KI做成芯片外的控制端口,通過片外手動調節來改變芯片內部的參數,可以改變全數字鎖相環的帶寬,開環和閉環響應,以及幅度響應等,終能夠方便地在片外調節,使環路達到鎖定狀態。模擬集成電路行業具備以下四大特點：需求端：下游需求分散，產品生命周期較長。

4)分析和設計了一款數控振蕩器(Digitally Controlled Oscillator,DCO),采用CMOS交叉耦合LC振蕩器,包括粗調、中調和精調三個電容陣列和ΔΣ調制器。模擬IC產品生命周期較長，一旦切入產品便可以獲得穩定的芯片出貨量。其中,粗調單元采用MIM電容,中調和精調單元采用兩對反向連接的PMOS對管構成MOS電容,本文DCO的增益為300kHz左右,使用ΔΣ調制器后,DCO的分辨率可以達到5kHz左右。