12.集成电路设计与制造
12英寸硅基集成电路
12英寸硅基集成电路
摘要：
1.12 英寸集成电路的概述
2.12 英寸集成电路的生产线
3.12 英寸集成电路的发展与应用
4.我国在12 英寸集成电路领域的发展
正文：
一、12 英寸集成电路的概述
12 英寸集成电路是指生产集成电路的硅片尺寸为12 英寸（约30 厘米）的集成电路。
相较于较小尺寸的硅片，12 英寸硅片具有更大的生产规模和更高的生产效率，可以降低集成电路的生产成本，从而推动集成电路在各个领域的广泛应用。
二、12 英寸集成电路的生产线
12 英寸集成电路的生产线包括硅片制造、集成电路设计、光刻、刻蚀、离子注入、金属沉积等多个环节。
这些环节需要高度精密的设备和先进的工艺技术，以确保集成电路的品质和性能。
近年来，我国在12 英寸集成电路生产线的建设上取得了显著的进步，不仅提高了生产能力，还提升了技术水平。
三、12 英寸集成电路的发展与应用
随着科技的进步和社会信息化程度的加深，对集成电路的需求不断增长。
12 英寸集成电路在通信、计算机、汽车电子、消费电子等领域得到了广泛应用。
未来，随着5G、物联网、人工智能等技术的发展，对12 英寸集成电路
的需求将进一步提升。
四、我国在12 英寸集成电路领域的发展
我国一直高度重视集成电路产业的发展，在政策扶持、资金投入、技术研发等方面做出了巨大的努力。
目前，我国已经拥有了一定的12 英寸集成电路生产能力，但与国际先进水平相比，仍存在一定的差距。
集成电路制造工艺
Here we can see the loading of 300mm wafers onto the Paddle.
12 英 寸 氧 化 扩 散 炉 装 片 工 序
12英寸氧 化扩散炉 取片工序 （已生长 Si3N4）
Process Specialties has developed the world's first production 300mm Nitride system! We began processing 300mm LPCVD Silicon Nitride in May of 1997.
非线性集成电路：如振荡器、定时器等电路。
数模混合集成电路(Digital - Analog IC) ： 例如 数模(D/A)转换器和模数(A/D)转换器等。
按应用领域分类
标准通用集成电路
通用集成电路是指不同厂家都在同时生产的用量极大
的标准系列产品。这类产品往往集成度不高，然而社会 需求量大，通用性强。 专用集成电路 根据某种电子设备中特定的技术要求而专门设计的 集成电路简称ASIC（Application Specific Integrated Circuit)，其特点是集成度较高功能较多，功耗较小，封 装形式多样。
• 现已进入到：
– VLSI – ULSI – GSI
小规模集成电路(Small Scale IC，SSI) 中规模集成电路(Medium Scale IC，MSI) 大规模集成电路(Large Scale IC，LSI) 超大规模集成电路(Very Large Scale IC，VLSI) 特大规模集成电路(Ultra Large Scale IC，ULSI) 巨大规模集成电路(Gigantic Scale IC，GSI） VLSI使用最频繁，其含义往往包括了ULSI和GSI。中文中 把VLSI译为超大规模集成，更是包含了ULSI和GSI的意义。
国家重点支持的高新技术领域目录2022
国家重点支持的高新技术领域目录20222022年国家重点支持的高新技术领域目录一、电子信息领域一）软件1.基础软件；2.嵌入式软件；3.计算机辅助设计与辅助工程管理软件；4.中文及多语种处理软件；5.图形和图像处理软件；6.地理信息系统（GIS）软件；7.电子商务软件；8.电子政务软件；9.企业管理软件；10.物联网应用软件；11.云计算与移动互联网软件；12.Web服务与集成软件。
二）微电子技术1.集成电路设计技术；2.集成电路产品设计技术；3.集成电路封装技术；4.集成电路测试技术；5.集成电路芯片制造工艺技术；6.集成光电子器件设计、制造与工艺技术。
三）计算机产品及其网络应用技术1.计算机及终端设计与制造技术；2.计算机外围设备设计与制造技术；3.网络设备设计与制造技术；4.网络应用技术。
四）通信技术1.通信网络技术；2.光传输系统技术；3.有线宽带接入系统技术；4.移动通信系统技术；5.宽带无线通信系统技术；6.卫星通信系统技术；7.微波通信系统技术；8.物联网设备、部件及组网技术；9.电信网络运营支撑管理技术；10.电信网与互联网增值业务应用技术。
五）广播影视技术1.广播电视节目采编播系统技术；2.广播电视业务集成与支撑系统技术；3.有线传输与覆盖系统技术；4.无线传输与覆盖系统技术；5.广播电视监测监管、安全运行与维护系统技术；6.数字电影系统技术；7.数字电视终端技术；8.专业视频应用服务平台技术；9.音响、光盘技术。
六）新型电子元器件1.半导体发光技术；2.片式和集成无源元件；3.大功率半导体器件；4.专用特种器件；5.敏感元器件与传感器；6.中高档机电组件；7.平板显示器件。
七）信息安全技术1.密码技术；2.认证授权技术；3.系统与软件安全技术；4.网络与通信安全技术；5.安全保密技术；6.安全测评技术；7.安全管理技术；8.应用安全技术。
八）智能交通和轨道交通技术1.交通控制与管理技术；2.交通基础信息采集、处理技术；3.交通运输运营管理技术；4.车、船载电子设备技术；5.轨道交通车辆及运行保障技术；6.轨道交通运营管理与服务技术。
集成电路制造工艺流程图
2020/8/12
韩良
3
集成电路设计原理
国际微电子中心
引言
3. PDK文件
➢ 首先，代工单位将经过前期开发确定的一套工艺 设计文件PDK（Pocess Design Kits)通过因特网传 送给设计单位。
PDK文件包括：工艺电路模拟用的器件的SPICE
宏力 8英寸晶圆0.25/0.18 mCMOS工艺 华虹 NEC 8英寸晶圆0.25mCMOS工艺 台积电(TSMC) 在松江筹建 8英寸晶圆0.18
mCMOS工艺 联华(UMC) 在苏州筹建 8英寸晶圆0.18
mCMOS工艺等等。
2020/8/12
韩良
8
集成电路设计原理
7.境外代工厂家一览表
➢ 在一张张掩模的参与下，工艺工程师完成芯片的 流水式加工，将版图数据定义的图形最终有序的 固化到芯片上。这一过程通常简称为“流片”。
2020/8/12
韩良
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集成电路设计原理
国际微电子中心
引言
6. 代工工艺
代工（Foundry）厂家很多，如：
无锡上华（0.6/0.5 mCOS和4 mBiCMOS 工艺)
国际微电子中心
思考题
1.需要几块光刻掩膜版(mask)? 2.每块掩膜版的作用是什么？ 3.器件之间是如何隔离的？ 4.器件的电极是如何引出的？ 5.埋层的作用？
2020/8/12
韩良
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集成电路设计原理
国际微电子中心
双极集成电路的基本制造工艺，可以粗
略的分为两类：一类为在元器件间要做隔离 区。隔离的方法有多种，如PN结隔离，全介 质隔离及PN结-介质混合隔离等。另一类为 器件间的自然隔离。
微电子学基础考核试卷
B.高压测试
C.高速开关测试
D.热循环测试
10.以下哪些技术被用于微电子器件的互连技术？（）
A.铝互连
B.铜互连
C.金互连
D.硅互连
11.下列哪些因素会影响集成电路的功耗？（）
A.电压
B.频率
C.电路设计
D.制造工艺
12.以下哪些属于CMOS工艺的优点？（）
A.低功耗
B.高集成度
C.宽工作电压范围
3. NMOS晶体管在_______电平下导通，而PMOS晶体管在_______电平下导通。
4.微电子器件的_______测试是用来检测器件在高温条件下的性能稳定性。
5.金属-氧化物-半导体（MOS）结构中，金属通常指的是_______。
6.在微电子器件设计中，_______是指电路中电流流动的路径。
D.硼磷硅玻璃
6.数字集成电路的逻辑功能测试主要包括（）
A.功能测试
B.真值表测试
C.边沿测试
D.状态机测试
7.以下哪些是功率MOSFET的特点？（）
A.高电压
B.高电流
C.低导通电阻
D.高开关频率
8.下列哪些是集成电路封装的作用？（）
A.保护芯片
B.电气连接
C.散热
D.防止信号干扰
9.半导体器件的可靠性测试中，以下哪些测试方法可以用来评估器件的寿命？（）
D.易于与BiCMOS工艺兼容
13.下列哪些是微电子器件设计中考虑的安全因素？（）
A.电磁兼容性
B.静电放电
C.过压保护
D.短路保护
14.以下哪些技术被用于提高集成电路的散热性能？（）
A.散热片
B.热管
C.热电冷却器
浅谈12吋晶圆集成电路芯片制程前端FEOL之一
浅谈12吋晶圆集成电路芯⽚制程前端FEOL之⼀随着个⼈电脑和通信设备的普及，特别是⼿机等移动通信需求的快速增长，本世纪硅（矽）半导体集成电路投⼊⼤规模批量⽣产，产能的提⾼和良品率（合格率）的提⾼成为企业持续获利的源泉。
随着芯⽚集成度越来越⾼，尽管特征尺⼨不断缩⼩，每个芯⽚的尺⼨还是在增⼤。
⼩直径的晶圆（硅⽚）容纳的芯⽚（die）数量少，且处于晶圆（硅⽚）边缘的芯⽚数量相对较多，边缘部分不良品较多，因此⼩直径晶圆良品率会低。
增⼤晶圆直径，晶圆中间部位拥有相对更⼤的⾯积，可以获得更⾼的良品率。
为提⾼⽣产效率降低单位成本,近⼏年来新建foundry(芯⽚⼚）多为12吋晶圆⽣产线。
（下图每个晶圆包括若⼲芯⽚，每个芯⽚包括组成电路系统功能的若⼲模块，每个模块都是由最基本的cmos器件互相连接组成的各种电路）。
本⽂⽬的是科普集成电路芯⽚制造⼯艺（制程）知识，也可供第六代IGBT和汽车电⼦器件制造（⼯艺）技术⼈员参考。
l现代芯⽚⽣产线采⽤计算机集成制造(CIM),⾃动化机械⼿、将单机⾃动化联机成⽣产线/⼯⼚⾃动化（包括不同⼯序之间⾃动传送）、⾃动化⽣产过程控制、先进完善的统计（SPC）⼯艺控制、先进的测量仪器、及时库存系统MRP/ERP等。
从收到客户订单开始启动CIM就进⼊到⽣产操作，根据订单技术⽂件启动CAD设计版图（多数由Fabless设计公司负责设计），根据客户设计⽂件调整⼯艺参数，并核对库存对原材料补充采购。
及时安排⽣产计划（计算机辅助⼯艺计划）、⽣产作业计划、进⾏⽣产管理和质量管理。
通过计算机辅助制造CAM系统将⼯艺程序下载到⼯艺设备，⽣产开始后CAM做出必要的优先权以保证按时出货。
l⼯艺仿真对CMOS制造进⾏模拟，对掺杂分布、应⼒分布及⼏何图形等进⾏准确预测，⼯艺仿真和器件仿真是⼯艺技术计算机辅助设计T-CAD的核⼼。
l现代IC芯⽚制造⼯艺流程简述：流程图Bl⼀.芯⽚制造简介：1.简单的芯⽚基本单元平⾯与剖⾯以下芯⽚制造过程描述均⽤剖⾯图表⽰。
集成电路设计与集成系统专业学什么
集成电路设计与集成系统专业学什么一、简介集成电路设计与集成系统专业是电子信息类专业中的一门重要学科。
随着现代电子技术的飞速发展，集成电路在电子设备中的应用越来越广泛。
因此，掌握集成电路设计和集成系统相关知识，对于培养电子信息类专业的学生的综合能力非常重要。
本文将介绍该专业学习的主要内容。
二、学科知识1.电子电路：学习电子电路的基本理论和设计方法，掌握模拟电路和数字电路的设计原理和实践技巧。
2.信号与系统：学习信号与系统的基本理论、信号分析方法和系统设计技术，了解信号处理和通信系统的基本原理。
3.数字电子技术：学习数字电路的设计方法、逻辑门电路和组合逻辑电路的设计与应用。
4.模拟电子技术：学习模拟电路的基本原理、放大电路、滤波器设计和运算放大器的设计与应用。
5.集成电路设计：学习集成电路设计的基本原理和方法，包括集成电路的逻辑设计、物理设计和验证技术。
6.通信原理：学习通信系统的基本原理、调制解调技术和信道编码技术，了解无线通信和光纤通信的基本原理和应用。
7.片上系统设计：学习片上系统设计的基本理论和方法，掌握嵌入式系统和数字信号处理器的设计与开发技术。
三、实践能力1.电路设计实践：进行电路设计、搭建、调试和测试，锻炼电路设计和实验操作技能。
2.仿真实验：通过电子电路设计软件进行电路仿真实验，验证电路设计的正确性和性能。
3.实际项目设计：参与集成电路设计或集成系统设计项目，锻炼实际项目开发和项目管理能力。
4.实验报告撰写：学习实验结果的分析和总结，培养实验报告撰写能力。
5.团队合作：参与团队项目，锻炼团队合作和沟通能力。
四、就业方向集成电路设计与集成系统专业的学生毕业后可在以下行业从事相关工作： - 芯片设计公司：参与集成电路设计、验证和流片工作。
- 电子产品制造企业：从事电子产品的硬件设计和开发工作。
- 通信设备公司：参与通信设备的电路设计和系统集成工作。
- 科研院所：从事科学研究和技术创新，推动集成电路和集成系统的发展。
合肥工业大学2017级创新实验班拟录取名单
电气工程及其自动化专业
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 学号 2017211698 2017211715 2017211528 2017211599 2017213643 2017213819 2017213582 2017210502 2017214422 2017212885 2017211345 2017214423 2017214369 2017212364 2017210511 2017211660 2017211618 2017211535 2017210052 2017213017 2017213028 2017214415 姓名 戴佳骏 宗启航 凤强 角远亮 管旭旭 程路珩 刘栋涵 张高川 陶俊 宋俊伟 吴静远 刘娜 尹德强 韩顺兴 王平洲 刘龙 王光宇 许石 范成毅 王瑞 宋宇 王一均 性别 男 男 男 男 男 男 男 男 男 男 男 女 男 男 男 男 男 男 男 男 女 女 生源地 浙江 山东 安徽 河北 安徽 湖北 山东 江苏 安徽 安徽 安徽 安徽 辽宁 山东 安徽 安徽 安徽 安徽 安徽 安徽 山东 黑龙江 目前就读专业 智能电网信息工程 智能电网信息工程 电气工程及其自动化 电气工程及其自动化 电子科学与技术 微电子科学与工程 地质学 机械设计制造及其自动化 食品科学与工程 给排水科学与工程 自动化 食品科学与工程 食品科学与工程 化学工程与工艺 机械设计制造及其自动化 电气工程及其自动化 电气工程及其自动化 电气工程及其自动化 测控技术与仪器 水利水电工程 水利水电工程 食品科学与工程
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《集成电路设计与制造》课程教学大纲
课程编号:00500290
课程名称：集成电路设计与制造
英文名称：Design and Manufacture of Integrated Circuits
总学时：32
总学分：2
适用对象: 电子科学与技术专业本科
先修课程：半导体器件、半导体集成电路
一、课程性质、目的和任务
课程性质：电子科学与技术专业选修课。
课程目的和任务：通过本课程的教学，使学生掌握集成电路工艺、集成电路设计、集成电路CAD 方法。
使学生在学完本课程后，能够正确选择系统配置、电路形式、器件结构、工艺
方案并在一定的设计规则下完成各种集成电路的设计。
二、教学的基本要求
基本要求：了解集成电路设计与制造的概况。
掌握集成电路制造的基本工艺，重点为CMOS制造工艺。
初步掌握模拟和数字系统集成电路的设计。
三、教学的基本内容
基本内容：1、集成电路设计与制造概论。
2、集成电路制造的基本工艺。
光刻工艺、刻蚀工艺、平坦化工艺、氧化工艺、掺杂工
艺、薄膜淀积。
3、MOS工艺及版图。
典型CMOS工艺；版图设计规则、电学设计规则。
（重点、难点）
4、模拟电路和数字电路设计。
模拟电路和数字电路设计各自的特点和流程；版图验证
和检查。
（重点、难点）
5、集成电路设计的CAD系统。
系统描述及模拟；综合；逻辑模拟；电路模拟；时
序分析；版图设计的CAD工具；计算机辅助测试技术；器件模拟和工艺模拟。
（重点、难点）
五、推荐教材和教学参考书
教材：《CMOS集成电路设计》，陈贵灿等编著，西安交通大学出版社，2002年版；
《微电子技术概论》，贾新章等编著，国防工业出版社， 1995年版。
参考书：《MOS VLSI分析与设计》，高保嘉编著，电子工业出版社，2002年版；
《微电子学概论》，张兴等编著，北大出版社， 2000年版。
六、补充说明
大纲执笔者：孙建平
大纲校对者：郝建红
大纲审核者：郝建红
制定日期：2009-6-19。