什么是ASIC架构-精华文章

[周报全文]ASIC芯片驱动综合安全

作者：网络世界记者边歆

综合安全防护包括防病毒、防垃圾邮件、Web内容过滤等功能，对安全设备的性能提出了很高的要求，而经过改进的ASIC芯片开始承担这些重任。

ASIC（专用集成电路）通过把指令或计算逻辑固化到芯片中，获得了很高的处理能力，因而具有性能优势，被广泛应用于各种安全产品中。但ASIC的缺点也同样明显，它的灵活性和扩展性不够、开发费用高、开发周期长（一般耗时接近2年）。由于ASIC存在的缺点，在UTM这种集成多种功能的设备中很少看到ASIC的身影。不过这种情况在2006年发生了变化。

ASIC扛起性能大旗

目前在市场上有一种观点，认为ASIC架构不能把网关杀毒、垃圾邮件过滤、网络监控等功能做到芯片一级，因此ASIC架构不是UTM的理想选择，x86架构才是UTM的方向。

对此，凹凸科技公司系统经理房立财表示，“不能把杀毒、邮件过滤等功能全部放到芯片一级”的说法是对的，但这不能说明ASIC架构的UTM就无法提供高速杀毒、垃圾邮件过滤、内容过滤等功能。这种说法的论据是正确的，但结论有失偏颇。

ASIC架构不能缺少CPU

在探讨x86和ASIC架构之前，首先要搞清楚这两种架构的概念。其实，关于UTM的ASIC架构和x86架构的概念是较模糊的，是不是全部采用ASIC芯片才是ASIC架构，全部采用x86芯片才是x86架构？实际情况不是这样的。房立财说：“UTM的ASIC架构体现在两个方面。一方面，UTM的平台是基于ASIC芯片；另一方面，在内容处理时采用ASIC芯片作为加速器。凹凸科技认为，如果UTM的平台是基于ASIC芯片的，则称其为ASIC架构。如果UTM的平台基于x86，则是x86架构。不过在ASIC架构的UTM中，依然有通用CPU存在。”

CPU在ASIC架构UTM中是必不可少的。CPU所发挥的作用是：很复杂的应用层逻辑，要用CPU 处理。例如有新的P2P协议需要编入ASIC芯片，就需要CPU进行处理。UTM在性能方面使用ASIC 硬件加速，智能方面借助于CPU。

卫士通公司的中华卫士UTM也采用了CPU＋ASIC的架构，有10%的数据流由CPU处理。

为了使UTM产品能够适用于各种使用环境，ASIC架构UTM出现了UTM整机和UTM功能插卡模块两种产品架构。

架构一采用CPU板卡加专用ASIC芯片研制的UTM/通用网关模块的形式，由于网络层数据直接汇总至ASIC芯片处理，因此大幅度的提升了UTM性能（见图1）。

架构二直接整合网络接口插卡和UTM专用ASIC芯片，使得UTM功能完全整合在一个专用的模块化插卡当中，不但实现了性能的高速提升，还能够按照用户需求，提供不同类型、不同接口、不同性能的UTM模块。插上UTM模块，设备就成为了一台高性能UTM网关，取下模块，该设备依旧是一台高性能的防火墙/IPS产品。（见图2）

使用这种架构，也充分体现了模块化的设计理念，为UTM产品的未来发展提供了一个新的思路。在架构二的基础之上，系统可以千兆线速对数据包进行全包过滤（Web页过滤、URL过滤、关键字过滤、病毒特征过滤等）。

[周报全文]ASIC芯片驱动综合安全

作者：网络世界记者边歆

摆脱性能桎梏

采用ASIC芯片最大的好处，就是利用其硬件加速的能力，加快对内容的处理。ASIC芯片是高性能的2～7层网络内容全面检查、分流的专用ASIC芯片。它的核心特点是网络全包内容特征的高速查找。ASIC芯片具有软件无法比拟的并行高速检查能力，能够在千兆线速下进行全包内容的检测及过滤，并通过全硬件查找，并行处理查找单元实现千兆字节流量过滤及模式匹配。

以深度内容保护和报文检测、智能模式识别技术为例，在进行深度内容保护和报文检测时，利用ASIC芯片进行网络数据包的Data部分的检测和过滤，把网络层的数据还原至应用层进行分析。这种技术实际就是网络数据分析软件所具有的功能（在网络中接收到数据包之后进行内容还原）。由于使用专门的ASIC芯片进行数据还原工作，因此能够大幅度提高数据的处理分析速度，从基础上保证了能够实现千兆流量环境下的内容过滤功能。

智能模式识别的核心技术则在于对专用ASIC芯片设计与高速查找算法的技术实现。通过特殊设计的高速查询算法和模式匹配技术，然后将该算法加载至ASIC芯片，从而实现每秒检查上百万个数据包，核对每个包是否匹配上万条安全特征规则。

ASIC芯片集网络包处理和内容处理为一身，芯片首先完成流重组，然后直接在网络层匹配规则，并执行动作处理安全事件，需要进一步分析的才送CPU。网络中90%以上的数据在ASIC芯片中直接完成处理。

ASIC架构UTM实现了硬件会话处理。通过在平台上采用SynCookie、SynProxy算法，实现了硬件防DDoS攻击。而且，ASIC芯片平台天然支持多端口、高性能。通过对ASIC加速器进行优化，处理性能有大幅的提升。

据卫士通安全产品营销事业部副总经理张卓介绍，卫士通的ASIC架构UTM，以硬件方式实现千兆线速下数据包的全包检查和分流，其主要应用在网关查毒、邮件检查、传输文件内容检查、URL 检查、IPS系统等。由于芯片中内置了路由表、VLAN表、TCP/UDP/ICMP状态包，在任意数量的规则下，在持续并发200万连接的情况下，中华卫士UTM产品可以达到所有包长的数据包全线速。通过外加的插卡模块，可以在千兆线速下完成病毒检测、P2P和IM 软件的流量控制管理、细粒度的访问控制、关键字过滤等功能，并支持用户自定义安全特性检查。

房立财表示，只有采用ASIC平台，才能实现高性能，有一部分内容（例如解压缩和特征匹配等）是非常适合让ASIC硬件处理的。凹凸科技将深层内容检测和智能分类都放入ASIC芯片中。当

数据流经过UTM时，首先由一个ASIC芯片进行处理，做精细分流（利用专利技术，凹凸科技的ASIC 芯片可以看到前128个字节中的任意内容，从而进行智能、精确的分类和分流）。经过分流的数据来到内容处理板，内容处理板上包括CPU和以ASIC加速器为核心的协处理器卡。

凹凸科技在平台的ASIC芯片中采用了交换架构，数据和管理平面都基于交换（Switch Fabric），ASIC直接支持交换接口。因为UTM的模块多，对命令通道的要求更严格，而传统的基于总线的方式由于带宽不够，冲突比较多，所以采用交换方式。

而中华卫士UTM的数据平面采用流水线和并行处理技术，在流水线操作中每个数据包会根据不同处理需求使用不同的模块。实际上，一个连接的存在是因为这个连接的数据包得到某一条规则的允许，否则也没有必要建立连接。因此在连接表中并不需要存放数据包的IP地址或端口资料，因为这些资料可以在规则里找到。经过上述分析，中华卫士UTM采用了Hash和片上RAM（片上RAM 分片内RAM和片外RAM，运算量大、常用的应用放入片内，不常用的应用则放在片外。通过Hash 链表判断是在片内查找还是在片外查找）等技术，具备高速查找的能力，使其能在较小的存储空间存储最大200万的并发连接。不管是检测一个连接还是两百万个连接的信息，数据包都能在预知的固定时间内得到处理。这也是中华卫士 UTM 在任何应用情况下都能保持千兆线速处理能力的一个重要因素。

通过充分利用新一代ASIC芯片的性能优势，ASIC架构UTM在同时打开防垃圾邮件、防病毒、入侵检测和防御（IDP）、Web过滤、P2P过滤功能时，依然保持了高性能。这一点对定位在超大型、大型网络应用环境的ASIC架构UTM来说十分重要。

比如在电信机房的环境中，由于其中托管了大量的各个企业的服务器，而各个企业的安全需求不尽相同，所以UTM的所有功能都可能满负荷，此时必须保证各种防护功能的性能不能有明显的下降。这一点对高端UTM来说十分重要。在大型企业中，用户可能对某些功能没有太高的性能要求。

而在电信机房的环境中，由于其中托管了大量的各个企业的服务器，而各个企业的安全需求不尽相同，所以UTM的所有功能都可能满负荷，千兆线速是必须的。

一些ASIC架构UTM还具备动态调整的特性，就是在产品运行过程中可以对某些功能进行调整。

例如用户在某个时间段对防垃圾邮件的性能要求降低，即可适当调低产品在这方面的性能。

有些厂商采用上一代ASIC芯片（３、４年前的技术）拼凑UTM，而上一代ASIC芯片是专门用于防火墙的，其核心是状态包过滤，它的防攻击和内容检测能力是不足以满足UTM应用的。这样堆叠的UTM，无法集中管理，因为没有足够的背板交换容量，板和板之间无法转发数据，在性能上肯定是不行的。现在专门用于UTM的ASIC芯片，在各种性能指标方面都做了大幅的改变和提升，比如在会话建立速率（Session build rate）这个指标上，新的ASIC芯片是每秒10万个，而上一代ASIC芯片只有2万个～3万个。

ASIC和x86各走各路

关于x86架构和ASIC架构之间的竞争，张卓的观点是：在x86或者NP平台下实现UTM产品功能是完全可行的，业内也有厂商在研发和推出这样的产品，卫士通对于这种架构的产品也有一套成熟的体系。但是卫士通坚持认为，这种架构的产品只能用于中低端市场，无法满足目前和将来高性能网络综合安全防护需求。

房立财认为，x86架构性能表现不佳有两个原因：1、中断问题：小包导致的中断很频繁，而中断会耗费大量的系统资源。2、即使有加速器（x86＋协处理器），由于小包往加速器中塞的速度慢，导致加速器“喂不饱”。

由此可见，x86架构的UTM无法满足高端市场的性能需求，但对低端用户具有吸引力，因为这些用户的网络带宽比较低，对性能的要求也不是很严格。

高性能还需可管理

房立财特别强调，评价ASIC架构UTM，不能光看性能，还要注意系统的可管理性。现在有些UTM在受到攻击时，管理员只能采用拔网线的方式进行阻止，这种UTM不能称为可管理的UTM 。可管理的UTM 应该具备精细QoS管理的能力，时刻保证管理流以最高优先级获得相关资源，这一点至关重要。

中华卫士UTM的管理是通过和芯片完全隔离的端口来访问，由于管理功能和数据处理功能分开，提高了安全性。在网络大负载的情况下也可以及时修改和调整策略，增加了设备的稳定性。

性能之路不平坦

采用ASIC架构的UTM在实现了高性能的同时，也必须面对一些不可忽视的劣势。张卓说：“ASIC架构UTM的缺点是成本高，硬件和软件的研发成本都很高。卫士通研发了两年多才将产品市场化。另外，ASIC架构UTM的性能虽然有明显的提升，但功能不如x86架构UTM完善。”房立财也表达了类似的观点。他认为，ASIC遭人批评的地方主要有两点：一次性投入费用（None Recurring Engineering，NRE）昂贵和不够灵活。但是，这些问题在不同的厂商看来难度是不一样的。

编看编想

架构的繁荣时代

UTM设备存在着三大硬件架构，分别是x86架构、NP架构和ASIC架构。目前市场上的UTM产品多采用了x86架构和NP架构，而ASIC架构UTM则在今年异军突起，让本已不平静的UTM市场变得更加热闹。至于各种架构的优劣，则是公说公有理，婆说婆有理，莫衷一是，缺乏一个普遍认同的衡量标准。架构的繁荣，一方面反映了厂商对UTM未来的认可，另一方面也体现出市场的些许混乱。或许正是这种混乱、这些多样的概念让用户有些无所适从的感觉，进而阻止了UTM市场无法在短时间内快速成长。UTM市场，还需要一段时间去洗清浮躁，明确方向。

关于UTM未来的技术走向，已经集多功能于一身的UTM还将更加集中，把所有功能集中在一个芯片上实现。All in Chip是一个终极理想，不管是在x86芯片上，还是在NP芯片上或者是在ASIC芯片上实现，从技术角度讲，在未来几年实现的难度可能都不是很大。究竟哪种技术会真正成为主流，要看市场的需要，毕竟市场需求才是推动技术进步的根本因素。到那时，单一的防火墙必将消失，而被多功能的产品取代。UTM将成为安全的主力军。

新一代ASIC芯片的优势

●采用交换架构解决带宽问题。

●将原先用软件实现的功能硬件化，大幅度提高数据的处理分析速度。

●在芯片中采用SynCookie、SynProxy算法，实现了硬件防DDoS攻击。

●在各种性能指标方面都做了大幅的改变和提升，比如在“会话建立速率”这个指标上，新的ASIC 芯片是每秒10万个，而上一代ASIC芯片只有2万个～3万个。

芯片的制造工艺流程

芯片的制造半导体产业最上游是IC设计公司与硅晶圆制造公司，IC 设公司计依客户的需求设计出电路图，硅晶圆制造公司则以多晶硅为原料制造出硅晶圆。中游的IC制造公司主要的任务就是把IC设计公司设计好的电路图移植到硅晶圆制造公司制造好的晶圆上。完成后的晶圆再送往下游的IC封测厂实施封装与测试，即大功告成！ (1)硅晶圆制造半导体产业的最上游是硅晶圆制造。事实上，上游的硅晶圆产业又是由三个子产业形成的，依序为硅的初步纯化→多晶硅的制造→硅晶圆制造。 a硅的初步纯化将石英砂(SiO2)转化成冶金级硅(硅纯度98%以上)。 b多晶硅的制造将冶金级硅制成多晶硅。这里的多晶硅可分成两种：高纯度(99.999999999%，11N)与低纯度(99.99999%，7N)两种。高纯度是用来制做IC等精密电路IC，俗称半导体等级多晶硅；低纯度则是用来制做太阳能电池的，俗称太阳能等级多晶硅。 c硅晶圆制造将多晶硅制成硅晶圆。硅晶圆又可分成单晶硅晶圆与多晶硅晶圆两种。一般来说，IC制造用的硅晶圆都是单晶硅晶

圆，而太阳能电池制造用的硅晶圆则是单晶硅晶圆与多晶硅晶圆皆有。一般来说，单晶硅的效率会较多晶硅高，当然成本也较高。 (2)IC设计前面提到硅晶圆制造，投入的是石英砂，产出的是硅晶圆。IC设计完成后，产出则是电路图，最后制成光罩送往IC 制造公司，设计就告一段落了！不过，要让理工科以外的人了解IC设计并不是件容易的事(就像要让念理工的人了解复杂的衍生性金融商品一样)，作者必需要经过多次外出取材才有办法办到。这里先大概是一下观念，请大家发挥一下你们强大的想像力！简单来讲，IC设计可分成几个步骤，依序为：规格制定→逻辑设计→电路布局→布局后模拟→光罩制作。 a规格制定品牌厂或白牌厂(没有品牌的品牌厂)的工程师和IC设计工程师接触，并开出他们需要的IC的规格给IC设计工程师。讨论好规格后，工程师们就开始工作了！ b逻辑设计所谓的“逻辑”设计图，就是指它是由简单的逻辑元件构成，而不是由半导体种类电路元件(如二极体、电晶体等)所构成。什么是逻辑元件呢？像是AND Gate(故名思意，两个输入都是1的话，输出才是1，否则输出就是0)，OR Gate(两

芯片设计和生产流程

芯片设计和生产流程大家都是电子行业的人，对芯片，对各种封装都了解不少，但是你知道一个芯片是怎样设计出来的么？你又知道设计出来的芯片是怎么生产出来的么？看完这篇文章你就有大概的了解。复杂繁琐的芯片设计流程芯片制造的过程就如同用乐高盖房子一样，先有晶圆作为地基，再层层往上叠的芯片制造流程后，就可产出必要的IC芯片（这些会在后面介绍）。然而，没有设计图，拥有再强制造能力都没有用，因此，建筑师的角色相当重要。但是IC设计中的建筑师究竟是谁呢？本文接下来要针对IC设计做介绍。在IC生产流程中，IC多由专业IC设计公司进行规划、设计，像是联发科、高通、Intel等知名大厂，都自行设计各自的IC芯片，提供不同规格、效能的芯片给下游厂商选择。因为IC是由各厂自行设计，所以IC设计十分仰赖工程师的技术，工程师的素质影响着一间企业的价值。然而，工程师们在设计一颗IC芯片时，究竟有那些步骤？设计流程可以简单分成如下。

确立这颗IC的实作方法，将不同功能分配成不同的单元，并确立不同单元间连结的方法，如此便完成规格的制定。设计完规格后，接着就是设计芯片的细节了。这个步骤就像初步记下建筑的规画，将整体轮廓描绘出来，方便后续制图。在IC芯片中，便是使用硬体描述语言（HDL）将电路描写出来。常使用的HDL有Verilog、VHDL等，藉由程式码便可轻易地将一颗IC地功能表达出来。接着就是检查程式功能的正确性并持续修改，直到它满足期望的功能为止。 ▲32bits加法器的Verilog范例。有了电脑，事情都变得容易有了完整规画后，接下来便是画出平面的设计蓝图。在IC设计中，逻辑合成这个步骤便是将确定无误的HDL code，放入电子设计自动化工具（EDA tool），让电脑将HDL code转换成逻辑电路，产生如下的电路图。之后，反

IC 芯片设计制造到封装全流程

一、复杂繁琐的芯片设计流程芯片制造的过程就如同用乐高盖房子一样，先有晶圆作为地基，再层层往上叠的芯片制造流程后，就可产出必要的 IC 芯片(这些会在后面介绍)。然而，没有设计图，拥有再强制造能力都没有用，因此，建筑师的角色相当重要。但是IC 设计中的建筑师究竟是谁呢?本文接下来要针对IC 设计做介绍。在IC 生产流程中，IC 多由专业 IC 设计公司进行规划、设计，像是联发科、高通、Intel 等知名大厂，都自行设计各自的 IC 芯片，提供不同规格、效能的芯片给下游厂商选择。因为IC 是由各厂自行设计，所以 IC 设计十分仰赖工程师的技术，工程师的素质影响着一间企业的价值。然而，工程师们在设计一颗 IC 芯片时，究竟有那些步骤?设计流程可以简单分成如下。设计第一步，订定目标在IC 设计中，最重要的步骤就是规格制定。这个步骤就像是在设计建筑前，先决定要几间房间、浴室，有什么建筑法规需要遵守，在确定好所有的功能之后在进行设计，这样才不用再花额外的时间进行后续修改。IC 设计也需要经过类似的步骤，才能确保设计出来的芯片不会有任何差错。

规格制定的第一步便是确定 IC 的目的、效能为何，对大方向做设定。接着是察看有哪些协定要符合，像无线网卡的芯片就需要符合IEEE 802.11 等规范，不然，这芯片将无法和市面上的产品相容，使它无法和其他设备连线。最后则是确立这颗IC 的实作方法，将不同功能分配成不同的单元，并确立不同单元间连结的方法，如此便完成规格的制定。设计完规格后，接着就是设计芯片的细节了。这个步骤就像初步记下建筑的规画，将整体轮廓描绘出来，方便后续制图。在IC 芯片中，便是使用硬体描述语言(HDL)将电路描写出来。常使用的 HDL 有Verilog、VHDL 等，藉由程式码便可轻易地将一颗IC 地功能表达出来。接着就是检查程式功能的正确性并持续修改，直到它满足期望的功能为止。 ▲ 32 bits 加法器的Verilog 范例有了电脑，事情都变得容易有了完整规画后，接下来便是画出平面的设计蓝图。在IC 设计中，逻辑合成这个步骤便是将确定无误的HDL code，放入电子设计自动化工具(EDA tool)，让电脑将 HDL code 转换成逻辑电路，产生如下的电路图。之后，反覆的确定此逻辑闸设计图是否符合规格并修改，直到功能正确为止。

芯片制作工艺流程

芯片制作工艺流程工艺流程 1) 表面清洗晶圆表面附着一层大约2um的Al2O3和甘油混合液保护之,在制作前必须进行化学刻蚀和表面清洗。 2) 初次氧化有热氧化法生成SiO2 缓冲层，用来减小后续中Si3N4对晶圆的应力氧化技术干法氧化 Si(固) + O2 à SiO2(固) 湿法氧化 Si(固) +2H2O à SiO2(固) + 2H2 干法氧化通常用来形成，栅极二氧化硅膜，要求薄，界面能级和固定电荷密度低的薄膜。干法氧化成膜速度慢于湿法。湿法氧化通常用来形成作为器件隔离用的比较厚的二氧化硅膜。当SiO2膜较薄时，膜厚与时间成正比。SiO2膜变厚时，膜厚与时间的平方根成正比。因而，要形成较厚的SiO2膜，需要较长的氧化时间。SiO2膜形成的速度取决于经扩散穿过SiO2膜到达硅表面的O2及OH基等氧化剂的数量的多少。湿法氧化时，因在于OH基在SiO2膜中的扩散系数比O2的大。氧化反应，Si 表面向深层移动，距离为SiO2膜厚的0.44倍。因此，不同厚度的SiO2膜，去除后的Si表面的深度也不同。SiO2膜为透明，通过光干涉来估计膜的厚度。这种干涉色的周期约为200nm，如果预告知道是几次干涉，就能正确估计。对其他的透明薄膜，如知道其折射率，也可用公式计算出 (d SiO2) / (d ox) = (n ox) / (n SiO2)。SiO2膜很薄时，看不到干涉色，但可利用Si的疏水性和SiO2的亲水性来判断SiO2膜是否存在。也可用干涉膜计或椭圆仪等测出。 SiO2和Si界面能级密度和固定电荷密度可由MOS二极管的电容特性求得。(100)面的Si的界面能级密度最低，约为10E+10 -- 10E+11/cm –2 .e V -1 数量级。(100)面时，氧化膜中固定电荷较多，固定电荷密度的大小成为左右阈值的主要因素。 3) CVD(Chemical Vapor deposition)法沉积一层Si3N4(Hot CVD或LPCVD)。 1 常压CVD (Normal Pressure CVD) NPCVD为最简单的CVD法，使用于各种领域中。其一般装置是由(1)输送反

ASIC设计流程中的典型问题研究

第35卷第2期2007年4月浙江工业大学学报 J OURNAL OF ZH E J IAN G UN IV ERSIT Y OF TECHNOLO GY Vol.35No.2Apr.2007 收稿日期:2006209210 基金项目:浙江省教育厅资助科研项目(20051399) 作者简介:章旌红(1964—),女,浙江绍兴人,副教授,主要从事运动生物力学、电路与系统研究. A SIC 设计流程中的典型问题研究章旌红,何剑春,陶东娅 (浙江工业大学信息工程学院,浙江杭州310032) 摘要:随着集成电路制造工艺的快速发展,系统芯片(SOC )及其功能ASIC 模块的研究越来越引起关注.基于ASIC 设计流程,讨论了当前ASIC 设计中逻辑综合、易测性、低功耗等一些典型问题,并以工艺独立阶段和工艺映射阶段中ASIC 综合需要解决的问题为研究重点,结合实例分析了其中的关键环节,以期作为高性能ASIC 设计优化、可测性设计、设计验证等方向分析研究的前期工作.关键词:ASIC ;逻辑综合;可测性设计;低功耗中图分类号:TN402 文献标识码:A 文章编号:100624303(2007)022******* R esearch on some typical problems in the ASIC design flow ZHAN G Jiang 2ho ng ,H E Jian 2chun ,Tao Dong 2ya (College of Information Engineering ,Zhejiang University of Technology ,Hangzhou 310032,China ) Abstract :Wit h t he fast develop ment of IC fabricating technology ,research on SOC and ASIC modules cause more attention.According to t he design flow ,some typical p roblems ,such as log 2ic synt hesis ,testability and low power dissipation ,was discussed in t he paper.And most atten 2tion was paid on t he ASIC synt hesis in t he technology independency and technology mapping p ro 2cedure separately.We hope t hat t he research is a good guide for t he st udy on design optimization ,design for test and verification. K ey w ords :ASIC ;logic synt hesis ;design for test ;low power dissipation 0　引　言随着集成电路设计制造技术的进步,系统芯片(SOC )得到快速发展.对SOC 中完成特定功能的专用集成电路(ASIC )的研究显得越来越重要.通常,ASIC 芯片在尺寸、耗电量、发热量和成本方面比一般的IC 部件要求更高.近年来,由于鲁棒性设计方法和自动电路综合工具在芯片设计过程中的普遍应用,从高层次的设计描述到最后的芯片布图和掩模阶段的工作难度明显降低,导致ASIC 芯片和集成了ASIC 模块的芯片的需求迅速上升.目前,从消费电子到空间技术领域,ASIC 和具有ASIC 模块的半导体芯片都得到了广泛应用. 笔者研究了ASIC 设计流程中逻辑综合、易测性、功耗优化等关键问题,着重讨论设计流程、设计方法、综合和物理设计方面的问题. 1　ASIC 设计流程 ASIC 的设计制造工序繁多.产品的性能要求一旦确定下来,就需要完成从高层次设计、电路综合

芯片制作工艺流程

工艺流程 1)表面清洗晶圆表面附着一层大约2um的Al2O3和甘油混合液保护之,在制作前必须进行化学刻蚀和表面清洗。 2)初次氧化有热氧化法生成SiO2缓冲层，用来减小后续中Si3N4对晶圆的应力氧化技术干法氧化Si(固)+O2àSiO2(固) 湿法氧化Si(固)+2H2OàSiO2(固)+2H2 干法氧化通常用来形成，栅极二氧化硅膜，要求薄，界面能级和固定电荷密度低的薄膜。干法氧化成膜速度慢于湿法。湿法氧化通常用来形成作为器件隔离用的比较厚的二氧化硅膜。当SiO2膜较薄时，膜厚与时间成正比。SiO2膜变厚时，膜厚与时间的平方根成正比。因而，要形成较厚的SiO2膜，需要较长的氧化时间。SiO2膜形成的速度取决于经扩散穿过SiO2膜到达硅表面的O2及OH基等氧化剂的数量的多少。湿法氧化时，因在于OH基在SiO2膜中的扩散系数比O2的大。氧化反应，Si表面向深层移动，距离为SiO2膜厚的0.44倍。因此，不同厚度的SiO2膜，去除后的Si表面的深度也不同。SiO2膜为透明，通过光干涉来估计膜的厚度。这种干涉色的周期约为200nm，如果预告知道是几次干涉，就能正确估计。对其他的透明薄膜，如知道其折射率，也可用公式计算出 (d SiO2)/(d ox)=(n ox)/(n SiO2)。SiO2膜很薄时，看不到干涉色，但可利用Si的疏水性和SiO2的亲水性来判断SiO2膜是否存在。也可用干涉膜计或椭圆仪等测出。 SiO2和Si界面能级密度和固定电荷密度可由MOS二极管的电容特性求得。(100)面的Si的界面能级密度最低，约为10E+10--10E+11/cm–2.e V-1数量级。(100)面时，氧化膜中固定电荷较多，固定电荷密度的大小成为左右阈值的主要因素。 3)CVD(Chemical Vapor deposition)法沉积一层Si3N4(Hot CVD或LPCVD)。 1常压CVD(Normal Pressure CVD) NPCVD为最简单的CVD法，使用于各种领域中。其一般装置是由(1)输送反应气体至反应炉的载气体精密装置；(2)使反应气体原料气化的反应气体气化室；(3)反应炉；(4)反应后的气体回收装置等所构成。其中中心部分为反应炉，炉的形式可分为四个种类，这些装置中重点为如何将反应气体均匀送入，故需在反应气体的流动与基板位置上用心改进。当为水平时，则基板倾斜；当为纵型时，着反应气体由中心吹出，且使基板夹具回转。而汽缸型亦可同时收容多数基板且使夹具旋转。为扩散炉型时，在基板的上游加有混和气体使成乱流的

芯片设计流程详解

芯片设计流程详解芯片，指的是内含集成电路的硅片，所以芯片又被称集成电路，可能只有2.5厘米见方大小，但是却包含几千万个晶体管，而较简单的处理器可能在几毫米见方的芯片上刻有几千个晶体管。芯片是电子设备中最重要的部分，承担着运算和存储的功能。高大上的芯片设计流程一颗芯片的诞生，可以分为设计与制造两个环节。芯片制造的过程就如同用乐高盖房子一样，先有晶圆作为地基，再层层往上叠的芯片制造流程后，就可产出想要的IC 芯片，然而，没有设计图，拥有再强大的制造能力也无济于事。在IC 生产流程中，IC 多由专业IC 设计公司进行规划、设计，像是联发科、高通、Intel 等知名大厂，都自行设计各自的IC 芯片，提供不同规格、效能的芯片给下游厂商选择。所以，IC设计是整个芯片成型最重要的一环。先看看复杂繁琐的芯片设计流程：芯片制造的过程就如同用乐高盖房子一样，先有晶圆作为地基，再层层往上叠的芯片制造流程后，就可产出必要的IC 芯片（这些会在后面介绍）。然而，没有设计图，拥有再强制造能力都没有用，因此，建筑师的角色相当重要。但是IC 设计中的建筑师究竟是谁呢？接下来要针对IC 设计做介绍：在IC 生产流程中，IC 多由专业IC 设计公司进行规划、设计，像是联发科、高通、Intel 等知名大厂，都自行设计各自的IC 芯片，提供不同规格、效能的芯片给下游厂商选择。因为IC 是由各厂自行设计，所以IC 设计十分仰赖工程师的技术，工程师的素质影响着一间企业的价值。然而，工程师们在设计一颗IC 芯片时，究竟有那些步骤？设计流程可以简单分成如下。设计第一步，定目标在IC 设计中，最重要的步骤就是规格制定。这个步骤就像是在设计建筑前，先决定要几间房间、浴室，有什么建筑法规需要遵守，在确定好所有的功能之后在进行设计，这样才

ASIC设计流程及工具

ASIC设计流程及工具 1.使用语言：VHDL/verilog HDL 2.各阶段典型软件介绍：输入工具：Summit ,ultraedit Summit 公司,ultraedit 仿真工具：VCS, VSS Synopsys 公司综合器：DesignCompile, BC Compile Synopsys 公司布局布线工具：Preview 和Silicon Ensemble Cadence 公司版图验证工具：Dracula, Diva Cadence 公司静态时序分析: Prime Time Synopsys 公司测试：DFT Compile Synopsys 公司 3.流程第一阶段：项目策划形成项目任务书(项目进度，周期管理等)。流程：【市场需求--调研--可行性研究--论证--决策--任务书】。第二阶段：总体设计确定设计对象和目标，进一步明确芯片功能、内外部性能要求，参数指标,论证各种可行方案，选择最佳方式，加工厂家，工艺水准。流程：【需求分析--系统方案--系统设计--系统仿真】。第三阶段：详细设计和可测性设计分功能确定各个模块算法的实现结构，确定设计所需的资源按芯片的要求，速度，功耗，带宽，增益，噪声，负载能力，工作温度等和时间，成本，效益要求选择加工厂家，实现方式，（全定制，半定制，ASIC，FPGA等）；可测性设计与时序分析可在详细设计中一次综合获得，可测性设计常依据需要采用FullScan，PartScan等方式，可测性设计包括带扫描链的逻辑单元，ATPG，以及边界扫描电路BoundScan，测试Memory的BIST。流程：【逻辑设计--子功能分解--详细时序框图--分块逻辑仿真--电路设计(算法的行为级，RTL级描述)--功能仿真--综合(加时序约束和设计库)--电路网表--网表仿真】。第四阶段：时序验证与版图设计静态时序分析从整个电路中提取出所有时序路径，然后通过计算信号沿在路径上的延迟传播，找出违背时序约束的错误(主要是SetupTime 和HoldTime),与激励无关。在深亚微米工艺中，因为电路连线延迟大于单元延迟，通常预布局布线反复较多，要多次调整布局方案，对布局布线有指导意义。流程：【预布局布线(SDF文件)--网表仿真(带延时文件)--静态时序分析--布局布线--参数提取--SDF 文件--后仿真--静态时序分析--测试向量生成】第五阶段：加工与完备

芯片制作流程

芯片制作全过程芯片的制造过程可概分为晶圆处理工序（Wafer Fabrication）、晶圆针测工序（Wafer Probe）、构装工序（Packaging）、测试工序（Initial Test and Final Test）等几个步骤。其中晶圆处理工序和晶圆针测工序为前段（Front End）工序，而构装工序、测试工序为后段（Back End）工序。 1、晶圆处理工序：本工序的主要工作是在晶圆上制作电路及电子元件（如晶体管、电容、逻辑开关等），其处理程序通常与产品种类和所使用的技术有关，但一般基本步骤是先将晶圆适当清洗，再在其表面进行氧化及化学气相沉积，然后进行涂膜、曝光、显影、蚀刻、离子植入、金属溅镀等反复步骤，最终在晶圆上完成数层电路及元件加工与制作。 2、晶圆针测工序：经过上道工序后，晶圆上就形成了一个个的小格，即晶粒，一般情况下，为便于测试，提高效率，同一片晶圆上制作同一品种、规格的产品；但也可根据需要制作几种不同品种、规格的产品。在用针测（Probe）仪对每个晶粒检测其电气特性，并将不合格的晶粒标上记号后，将晶圆切开，分割成一颗颗单独的晶粒，再按其电气特性分类，装入不同的托盘中，不合格的晶粒则舍弃。 3、构装工序：就是将单个的晶粒固定在塑胶或陶瓷制的芯片基座上，并把晶粒上蚀刻出的一些引接线端与基座底部伸出的插脚连接，以作为与外界电路板连接之用，最后盖上塑胶盖板，用胶水封死。其目的是用以保护晶粒避免受到机械刮伤或高温破坏。到此才算制成了一块集成电路芯片（即我们在电脑里可以看到的那些黑色或褐色，两边或四边带有许多插脚或引线的矩形小块）。 4、测试工序：芯片制造的最后一道工序为测试，其又可分为一般测试和特殊测试，前者是将封装后的芯片置于各种环境下测试其电气特性，如消耗功率、运行速度、耐压度等。经测试后的芯片，依其电气特性划分为不同等级。而特殊测试则是根据客户特殊需求的技术参数，从相近参数规格、品种中拿出部分芯片，做有针对性的专门测试，看是否能满足客户的特殊需求，以决定是否须为客户设计专用芯片。经一般测试合格的产品贴上规格、型号及出厂日期等标识的标签并加以包装后即可出厂。而未通过测试的芯片则视其达到的参数情况

集成电路设计流程

集成电路设计流程 . 集成电路设计方法 . 数字集成电路设计流程 . 模拟集成电路设计流程 . 混合信号集成电路设计流程 . SoC芯片设计流程 State Key Lab of ASIC & Systems, Fudan University 集成电路设计流程 . 集成电路设计方法 . 数字集成电路设计流程 . 模拟集成电路设计流程 . 混合信号集成电路设计流程 . SoC芯片设计流程 State Key Lab of ASIC & Systems, Fudan University 正向设计与反向设计 State Key Lab of ASIC & Systems, Fudan University 自顶向下和自底向上设计 State Key Lab of ASIC & Systems, Fudan University 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 –从确定电路系统的性能指标开始，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 State Key Lab of ASIC & Systems, Fudan University Top-Down设计关键技术 . 需要开发系统级模型及建立模型库，这些行为模型与实现工艺无关，仅用于系统级和RTL 级模拟。 . 系统级功能验证技术。验证系统功能时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，目前系统级DSP模拟商品化软件有Comdisco，Cossap等，它们的通讯库、滤波器库等都是系统级模型库成功的例子。 . 逻辑综合--是行为设计自动转换到逻辑结构设计的重要步骤 State Key Lab of ASIC & Systems, Fudan University

HDL开发的流程和工具IC设计流程典型芯片开发步骤

HDL 开发的流程和工具IC 设计流程典型芯片开发步骤 HDL 开发的流程和工具+IC 设计流程+典型芯片开发步 2006-11-23 19:17:04| 分类： IC |字号订阅HDL 相关工具简介 HDL 即Hardware Description Language ，硬件描述语言，主要用来描术电子电路的结构、行为、功能和接口。采用HDL 语言描述电路与传统的利用原理图设计电路有很大的不同，主要特点如下：采用自顶向下的设计方式采用语言描述硬件多种输入方式存档、交流方便便于集体协作便于早期规划电脑辅助完成部分工作电路验证更完善 HDL 语言有多种，现最流行的是VHDL 和Verilog HDL ，并且各有其特点。一般认为VHDL 语法类似于Ada 语言，语法繁锁，关键字较长，学习较困难，对电路的行为描述能力较强，但对开关级电路描述能力不强；Verilog 则类似于C 语言，语法简洁，入门较易，对底层电路描述能力较强，但行为描述能力较VHDL 弱。但VHDL 和Verilog 的市场占有率相当，且各EDA 工具一般都支持两种语言，所以很难断言哪种语言将更有前途。目前两种语言都在发展当

中。最近用C 语言描述硬件电路也已加大了研究力度。用HDL 语言开发电路一般分为几个阶段：HDL 语言输入、逻辑综合、仿真、布线,适配这是FPGA/CPLD 开发中所用到的步骤，如果是集成电路开发，则不需适配，在布局、仿真完成后即可到制程厂生产。输入较常用的输入方式是文本输入方式。一般的HDL 仿真、综合软件或FPGA/CPLD 厂家提供的集成开发环境都包含语法敏感的输入工具，不需要另外寻找。但也有例外，例如 Synopsys 的FPGA Express 就不带编辑器，给使用带来些许不变。Modelsim 所

FPGA在ASIC设计流程中的应用(精)

第 29卷第 6期 V ol. 29, N o. 6 微电子技术 MICR OE LECTR ONIC TECHN OLOG Y 总第 142期 2001年 12月产品与应用 FPG A 在 ASIC 设计流程中的应用谢长生 , 徐睿 (信息产业部第 58研究所 , 江苏无锡 214035 摘要 :本文介绍了 FPG A 器件在 ASIC 芯片开发中的应用 , 通过仿 ASIC 的 FPG A 在系统验证板在实际硬件环境中的验证可以弥补 ASIC 设计流程中仿真的不足 , 通过该验证也可以加快 ASIC 设计且降低由于逻辑问题所造成 ASIC 开发中的成本损耗。关键词 : FPG A 应用 ; ASIC 设计 ; 在系统验证中图分类号 :T N43112文献标识码 :A 文章编号 :20147( in ASIC Design Chang -sheng , X U Rui (Wuxi Microelectronics Institute , Wuxi Jiangsu , 214035, China Abstract : The application of FPG A devices in ASIC design is introduced in the paper. It can make com pensation to the simulation of ASIC design flow to verify in real running environment by using FPG A Verify 2 in 2System board. It can als o reduce the cost of ASIC development due to logical problems.

IC芯片生产流程

IC芯片生产流程：从设计到制造与封装 2016-06-14 芯片制造的过程就如同用乐高盖房子一样，先有晶圆作为地基，再层层往上叠的芯片制造流程后，就可产出必要的 IC 芯片（这些会在后面介绍）。然而，没有设计图，拥有再强制造能力都没有用，因此，建筑师的角色相当重要。但是 IC 设计中的建筑师究竟是谁呢？本文接下来要针对 IC 设计做介绍。在 IC 生产流程中，IC 多由专业 IC 设计公司进行规划、设计，像是联发科、高通、Intel 等知名大厂，都自行设计各自的 IC 芯片，提供不同规格、效能的芯片给下游厂商选择。因为 IC 是由各厂自行设计，所以 IC 设计十分仰赖工程师的技术，工程师的素质影响着一间企业的价值。然而，工程师们在设计一颗IC 芯片时，究竟有那些步骤？设计流程可以简单分成如下。

设计第一步，订定目标在 IC 设计中，最重要的步骤就是规格制定。这个步骤就像是在设计建筑前，先决定要几间房间、浴室，有什么建筑法规需要遵守，在确定好所有的功能之后在进行设计，这样才不用再花额外的时间进行后续修改。IC 设计也需要经过类似的步骤，才能确保设计出来的芯片不会有任何差错。规格制定的第一步便是确定 IC 的目的、效能为何，对大方向做设定。接着是察看有哪些协定要符合，像无线网卡的芯片就需要符合 IEEE 802.11 等规範，不然，这芯片将无法和市面上的产品相容，使它无法和其他设备连线。最后则是确立这颗 IC 的实作方法，将不同功能分配成不同的单元，并确立不同单元间连结的方法，如此便完成规格的制定。设计完规格后，接着就是设计芯片的细节了。这个步骤就像初步记下建筑的规画，将整体轮廓描绘出来，方便后续制图。在 IC 芯片中，便是使用硬体描述语言（HDL）将电路描写出来。常使用的 HDL 有 Verilog、VHDL 等，藉由程式码便可轻易地将一颗 IC 地功能表

IC集成电路设计工艺流程

集成电路设计工艺流程晶体的生长晶体切片成 wafer 晶圆制作功能设计à模块设计à电路设计à版图设计à制作光罩工艺流程 1) 表面清洗晶圆表面附着一层大约 2um 的 Al2O3 和甘油混合液保护之 , 在制作前必须进行化学刻蚀和表面清洗。 2) 初次氧化有热氧化法生成 SiO2 缓冲层，用来减小后续中 Si3N4 对晶圆的应力氧化技术干法氧化 Si( 固 ) + O2 à SiO2( 固 ) 湿法氧化 Si( 固 ) +2H2O à SiO2( 固 ) + 2H2 干法氧化通常用来形成，栅极二氧化硅膜，要求薄，界面能级和固定电荷密度低的薄膜。干法氧化成膜速度慢于湿法。湿法氧化通常用来形成作为器件隔离用的比较厚的二氧化硅膜。当 SiO2 膜较薄时，膜厚与时间成正比。 SiO2 膜变厚时，膜厚与时间的平方根成正比。因而，要形成较厚的 SiO2 膜，需要较长的氧化时间。 SiO2 膜形成的速度取决于经扩散穿过 SiO2 膜到达硅表面的 O2 及 OH 基等氧化剂的数量的多少。湿法氧化时，因在于 OH 基在 SiO2 膜中的扩散系数比 O2 的大。氧化反应， Si 表面向深层移动，距离为 SiO2 膜厚的 0.44 倍。因此，不同厚度的 SiO2 膜，去除后的 Si 表面的深度也不同。 SiO2 膜为透明，通过光干涉来估计膜的厚度。这种干涉色的周期约为 200nm ，如果预告知道是几次干涉，就能正确估计。对其他的透明薄膜，如知道其折射率，也可用公式计算出 (d SiO2) / (d ox) = (n ox) / (n SiO2) 。 SiO2 膜很薄时，看不到干涉色，但可利用 Si 的疏水性和 SiO2 的亲水性来判断 SiO2 膜是否存在。也可用干涉膜计或椭圆仪等测出。

芯片设计过程【芯片设计】

编者按原文由小熊在线最先发表，介绍了navida公司设计图象处理芯片（GPU）的全过程，本站对文章中一些专业内容进行了修改和补充，让大家可以对大规模芯片设计的过程，以及FPGA在IC 设计中的作用，有一个形象的了解。前言人类对视觉信号天生的敏感决定了对图形处理硬件性能的渴求成了现阶段硬件产业最炙手可热的话题。与满足听觉的音频设备相比，现在的图形处理技术水平给图形处理还留有很大的发展空间，这就决定了这个产业的竞争充满了变数，在技术开发和市场推广策略上稍有不慎就会别别人赶超。为了应付激烈的行业竞争，设计出更高性能的图形处理芯片已经成为各个厂商保持自身竞争力水平最重要的手段。今天我就来大家做一次特殊的旅行，了解图形芯片设计研发的全过程，事实上现在绝大多数的芯片设计厂商都是依照这个程序来进行新品研发的。确定研发方案和硬件语言描述与任何一个靠生产产品谋求发展的企业一样，设计推出一款新的GPU 的第一步理所当然的是市场的调研和产品的开发规划。在这段时间内，未来产品的相关定位，主要占领的市场范围等话题都被提到桌面上讨论，这些问题讨论的结果最终将决定产品最终的研发方案的大体内容：研发成本，研发周期以及开发过程中需要的资源等等。接下来就要在研发方案确定的大方向的技术上研究从生产工艺，芯片代工等具体的细节问题进行商议。在成本的限制范围内决定诸如集成晶体管数量等物理参数；紧接着就要在符合生产工艺的芯片代工厂中做出选择了，决定这个的因素很多，当然第一点是能提供生产芯片要求的工艺水平，比如0.15微米，0.13微米，甚至90纳米，其次是代工厂的产品质量和价格因素。当然很多时候芯片在设计的时候就计划使用比较超前的工艺，保证选择的代工厂（即芯片生产的公司比如 1

ASIC基本流程以及工具介绍

ASIC流程与工具（1）ASIC流程(En) Some notes: 1. Definition of front-end 2. Lack of FPGA prototype

（3）简化流程（4）流程所对应的工具

Questions: Before tape-out,which routine check should be performed for your layout database in 0.18 um process? a.drc b.lvs c.drc&antenna d.simulation (Answer:post-simulation) What is the purpose and general flow of design verification? What techniques in your knowledge are used in design verfication? 验证技术：Vera, SystemVerilog DC里link library, target library, symbol library: 1.目标库（targe_library）：是DC在mapping时将设计映射到特定工艺所使用的库，就是使用目标库中的元件综合成设计的门级网表

2.连接库（link_library）：是提供门级网表实例化的基本单元，也就是门级网表实例化的元件或单元都来自该库。连接库定义为标准单元的db格式的库文件加上pad db格式的库文件，加上ROM，RAM等宏单元库文件” 3.符号库（symbol library）：指定的库用来将库中的器件用图形表示出来。 which one is worse-case in 0.18um process? 1.1.8v,25c 2.1.98v,125c 3.1.62v,-40c 4.1.62v,125c 5.1.98v,-40c 增加最大工作频率？ a.lower temperature; b.lower operating voltage; c.lower substrate doping; d.none of the abov e.

全面易懂的芯片制造个人经验总结

第 4 章芯片制造概述本章介绍芯片生产工艺的概况。（1）通过在器件表面生成电路元件的工艺顺序，来阐述4种最基本的平面制造工艺。（2）解释从电路功能设计图到光刻掩膜版生产的电路设计过程。（3）阐述了晶圆和器件的相关特性与术语。晶圆生产的目标芯片的制造，分为4个阶段：原料制作、单晶生长和晶圆的制造、集成电路晶圆的生产、集成电路的封装。前两个阶段已经在前面第3章涉及。本章讲述的是第3个阶段，集成电路晶圆生产的基础知识。集成电路晶圆生产(wafer fabrication)是在晶圆表面上和表面内制造出半导体器件的一系列生产过程。整个制造过程从硅单晶抛光片开始，到晶圆上包含了数以百计的集成电路芯片。晶圆生产的阶段晶圆术语

下图列举了一片成品晶圆。晶圆术语晶圆表面各部分的名称如下：（1）器件或叫芯片（Chip，die，device，circuit，microchip，bar）：这是指在晶圆表面占大部分面积的微芯片掩膜。（2）街区或锯切线（Scribe lines，saw lines，streets，avenues)：在晶圆上用来分隔不同芯片之间的街区。街区通常是空白的，但有些公司在街区内放置对准靶，或测试的结构。（3）工程试验芯片（Engineering die，test die）：这些芯片与正式器件（或称电路芯片）不同。它包括特殊的器件和电路模块用于对晶圆生产工艺的电性测试。（4）边缘芯片（Edge die）：在晶圆的边缘上的一些掩膜残

缺不全的芯片。由于单个芯片尺寸增大而造成的更多边缘浪费会由采用更大直径晶圆所弥补。推动半导体工业向更大直径晶圆发展的动力之一就是为了减少边缘芯片所占的面积。（5）晶圆的晶面（Wafer Crystal Plane）：图中的剖面标明了器件下面的晶格构造。此图中显示的器件边缘与晶格构造的方向是确定的。（6）晶圆切面／凹槽（Wafer flats／notche）：图中的晶圆有主切面和副切面，表示这是一个 P 型 <100> 晶向的晶圆（参见第3章的切面代码）。300毫米晶圆都是用凹槽作为晶格导向的标识。晶圆生产的基础工艺集成电路芯片有成千上万的种类和功用。但是，它们都是由为数不多的基本结构（主要为双极结构和金属氧化物半导体结构，这些在后面介绍）和生产工艺制造出来的。这类似于汽车工业，这个工业生产的产品范围很广，从轿车到推土机。然而，金属成型、焊接、油漆等工艺对汽车厂都是通用的。在汽车厂内部，这些基本的工艺以不同的方式被应用，以制造出客户希望的产品。芯片制造也是一样，制造企业使用4种最基本的工艺方法，通过大量的工艺顺序和工艺变化制造出特定的芯片。这些基本的工艺方法是：增层、光刻、掺杂和热处理。

芯片制造工艺流程

芯片制造工艺流程芯片制作完整过程包括芯片设计、晶片制作、封装制作、成本测试等几个环节，其中晶片片制作过程尤为的复杂。下面图示让我们共同来了解一下芯片制作的过程，尤其是晶片制作部分。首先是芯片设计，根据设计的需求，生成的“图样” 1，芯片的原料晶圆晶圆的成分是硅，硅是由石英沙所精练出来的，晶圆便是硅元素加以纯化（99.999%），接着是将些纯硅制成硅晶棒，成为制造集成电路的石英半导体的材料，将其切片就是芯片制作具体需要的晶圆。晶圆越薄，成产的成本越低，但对工艺就要求的越高。 2，晶圆涂膜

晶圆涂膜能抵抗氧化以及耐温能力，其材料为光阻的一种， 3，晶圆光刻显影、蚀刻该过程使用了对紫外光敏感的化学物质，即遇紫外光则变软。通过控制遮光物的位置可以得到芯片的外形。在硅晶片涂上光致抗蚀剂，使得其遇紫外光就会溶解。这是可以用上第一份遮光物，使得紫外光直射的部分被溶解，这溶解部分接着可用溶剂将其冲走。这样剩下的部分就与遮光物的形状一样了，而这效果正是我们所要的。这样就得到我们所需要的二氧化硅层。 4、搀加杂质

将晶圆中植入离子，生成相应的P、N类半导体。具体工艺是是从硅片上暴露的区域开始，放入化学离子混合液中。这一工艺将改变搀杂区的导电方式，使每个晶体管可以通、断、或携带数据。简单的芯片可以只用一层，但复杂的芯片通常有很多层，这时候将这一流程不断的重复，不同层可通过开启窗口联接起来。这一点类似所层PCB板的制作制作原理。更为复杂的芯片可能需要多个二氧化硅层，这时候通过重复光刻以及上面流程来实现，形成一个立体的结构。 5、晶圆测试经过上面的几道工艺之后，晶圆上就形成了一个个格状的晶粒。通过针测的方式对每个晶粒进行电气特性检测。一般每个芯片的拥有的晶粒数量是庞大的，组织一次针测试模式是非常复杂的过程，这要求了在生产的时候尽量是同等芯片规格构造的型号的大批量的生产。数量越大相对成本就会越低，这也是为什么主流芯片器件造价低的一个因素。

高级ASIC芯片综合

高级ASIC芯片综合翻译者：阿信使用Synopsys公司的Design Compiler Physical Compiler 和PrimeTime 第二版

目录写在前面前言前言事实证明，相对于集成电路IC设计规模半导体产业是相对？？。作为一个团体，80年代中期，每个芯片集成了大约1000个晶体管，我们称之为大规模集成电路（LSI），仅仅在大约两年后，每个芯片的晶体管集成数量就达到了1万~10万个，我们所用的术语也迅速的变成了甚大规模集成电路（VLSI）。 Preface 前言这本书的第二版描述了一些使用Synopsys公司的一套工具在ASIC芯片设计中的高级概念和技术，包括ASIC芯片综合，物理综合，形式验证和静态时序分析等。另外，对ASIC的整个设计流程和沈亚微米（Very-Deep-Sub-Micron）设计技术作了详细的介绍。这本书的重点是在Synopsys 工具的实时使用上，用工具去解决在深亚微米尺寸领域的各种问题。将展示给读者解决在亚微米ASIC设计复杂问题的有效设计方法。重点就在HDL的编码风格，综合和优化，动态仿真，形式验证，可测性设

计DFT扫描链的插入，版图设计的连接，物理综合和静态时序分析。在每一步，确定设计流程中每一段的问题，问题的解决方法并围绕此问题展开详细的论述。另外，关于版图设计的关键问题，比如时钟的综合和最后的集成也作了较长篇幅的讨论。最后，这本书深入的讨论了基本的Synopsys技术库和编码风格，综合优化技术。这本书的读者对象是刚刚工作的ASIC设计工程师和学习过ASIC大规模集成电路设计与可测性设计课程的高年级学生。这本书并不是想取代Synopsys的参考手册，而是为任何参与ASIC设计的人员而写。同时，这本书对那些没有版图能力或者自己有技术库但是需要其他公司来做后端集成和最终制造器件的计者（和公设司）都是很有用。因为到深亚微米技术会遇到各种各样的问题，本书提供了可选择的；这本书同时也介绍了设计人员对不同EDA工具商提供的各种工具时所面临常见问题的解决方法。这本书中的所有Design Compiler命令都更新为Tcl版本的命令。为了尽量反映最新版(2000.11—SP1)的Synopsys的这套工具，这些命令都作了及时的更新。各章概要第一章简要介绍了用Synopsys 工具设计ASIC流程时各种不同平台。这个设计流程在此作了精简的描述，从概念到流片。这一章对那些想学习ASIC设计的整个流程但还没有钻研过芯片设计到集成的整个流程的设计者是非常有用的。第二章论述了第一章中描述的ASIC设计流程中的实践方面的问题。初学者可以把这一章作为指导手册。有使用Synopsys工具经验的设计者可以把这一章作为有益的参考。没有使用Synopsys工具作综合经验的读者可以先跳过本章，在读完后续章节后再读这一章。综合的基本概念在第三章有详细的解释。这些综合术语的概念贯穿到后面的