28nm SoC器件设计方法
基于28nm工艺下的LVDS发送器设计
基于28nm工艺下的LVDS发送器设计罗庆红;刘怡俊;叶剑科;陶永耀;阳昕;李邵川【摘要】在对LVDS发送器电路的基本原理与结构研究的基础上,设计一种高速低电压差分信号(LVDS)发送器电路.电路采用台湾积体电路制造公司(TSMC)的28nm HKMG工艺设计实现,采用一种新型的数据同步采样设计.仿真结果表明,该发送器电路在电源电压为3.1V的工作条件下,有发送端匹配电阻存在的情况下,发送器在单端输出摆幅400mV的情况下消耗平均功率为39mW.【期刊名称】《现代计算机（专业版）》【年(卷),期】2017(000)013【总页数】4页(P38-41)【关键词】LVDS;数据传输;发送器;采样;锁相环(PLL)【作者】罗庆红;刘怡俊;叶剑科;陶永耀;阳昕;李邵川【作者单位】广东工业大学,广州 510006;广东工业大学,广州 510006;广东工业大学,广州 510006;炬芯(珠海)科技有限公司,珠海 519000;炬芯(珠海)科技有限公司,珠海 519000;熠芯(珠海)微电子研究院有限公司,珠海 519000【正文语种】中文在对LVDS发送器电路的基本原理与结构研究的基础上，设计一种高速低电压差分信号(LVDS)发送器电路。
电路采用台湾积体电路制造公司（TSMC）的28nm HKMG工艺设计实现，采用一种新型的数据同步采样设计。
仿真结果表明，该发送器电路在电源电压为3.1V的工作条件下，有发送端匹配电阻存在的情况下，发送器在单端输出摆幅400mV的情况下消耗平均功率为39mW。
广东省和广州市科技项目（No.2016B090904001、No.2016B090918126、No.2014B090901061、N2015B090901060、No.2015-B090908001、No.2014Y2-00211）随着半导体技术的发展以及社会信息化的程度越来越高，芯片之间的通信频率要求越来越高，传输的数据量也越来越大。
SoC设计方法与实现 第12章 后端设计 课件PPT
信号完整性
信号完整性随着深亚微米制程在不断进步而成为SoC 设计首要考虑的问题之一
互连线上的耦合电容、电阻增大 电流密度更高、电压更低
信号完整性是指一个信号能对电路产生正确的响应
信号具有特定电压下所要求水平
信号完整性问题主要表现为串扰、压降和电迁移
串扰
串扰：Crosstalk 信号线之间存在耦合电容
存在于同一层间及不同层间
信号线与衬底之间存在耦合电容 串扰
延迟：两条信号线同时翻转会导致信号比预先的变快或变慢 噪声：一条信号线的翻转会给相邻的线路中注入电压针刺型干扰
串扰引起的延迟和噪声主导信号完整性
对电路的时序和功能有极为重要的影响
压降
压降：IR drop 电源网络上瞬间的电流的抽取造成基本单元上的电压下降
短路或开路
信号完整性的检查和修正
芯片制造厂与EDA公司合作开发检查规则
对串扰的消除的方法
定义高速信号、模拟信号 通常是增加两条金属线的距离（Spacing） 加隔离线（Shielding） 综合阶段，减少非关键路径上的驱动尺寸
对于压降和电迁移消除的方法
对版图进行动态功耗、静态功耗分析 修改版图的布局，改进电源及高速信号线宽度
时钟树综合流程
使用EDA工具自动生成时钟树
缓冲器的插入
根据寄存器的位置和数量，决定插入缓冲器的 层数、驱动力的大小和位置
时钟线的布线
时钟线的优先级高于一般信号线，所以先布时钟线
From placement Set clock constraints
Perform clock tree synthesis
通过在布局密度较低的区域插入一些冗余金属块， 使其表面平坦，提高芯片良率。
28nm以下设计 drc规则
28nm以下设计drc规则随着半导体工艺的不断进步，28纳米以下的半导体设计规则也在不断提升和优化。
在进行28nm以下半导体设计时，必须遵循相应的DRC （Design Rule Check）规则，以确保设计的准确性和可靠性。
本文将介绍28nm以下设计DRC规则的相关内容。
一、28nm以下设计的特点1.1 特征尺寸更小随着工艺尺寸的不断缩小，28nm以下设计的特征尺寸变得越来越小，例如金属线宽、晶体管的长度宽度等都在亚微米甚至纳米级别。
1.2 单元电路复杂度增加由于特征尺寸的缩小，单元电路的复杂度也在增加，需要更精细的布局和布线设计。
1.3 电磁干扰和互连电容效应增强在28nm以下设计中，电磁干扰和互连电容效应变得更加明显，需要更严格的规则来控制和优化。
1.4 技术和工艺难度增加28nm以下设计的技术和工艺难度也随之增加，需要更高水平的技术和经验来保证设计的成功性。
二、28nm以下设计DRC规则的要求2.1 金属线宽规则在28nm以下设计中，金属线宽的规则变得更为严格，需要考虑金属线的宽度、间距、层间距等因素，以避免电磁干扰和互连电容效应的影响。
2.2 晶体管的布局规则晶体管的布局规则也变得更加严格，需要考虑晶体管之间的间距、相互干扰等因素，以确保电路的稳定性和可靠性。
2.3 互连规则在28nm以下设计中，互连规则的要求也随之提升，需要考虑互连之间的距离、层间距、相互干扰等因素，以保证互连的通畅和稳定。
2.4 电源与接地规则电源与接地规则也需要更严格的控制和布局，以确保电路的供电可靠性和稳定性。
2.5 抗电磁干扰规则在28nm以下设计中，抗电磁干扰规则变得更为重要，需要考虑电路的屏蔽、布局、排线等因素，以减小电磁干扰的影响。
2.6 抗互连电容效应规则抗互连电容效应规则也需要更严格的控制，需要考虑互连之间的距离、层间距、交叉角度等因素，以减小互连电容效应的影响。
三、28nm以下设计DRC规则的优化和解决方案3.1 优化设计工具和流程针对28nm以下设计的DRC规则要求，需要优化设计工具和流程，提高设计的准确性和效率。
浅谈现代集成电路28nm芯片制造工艺A(前端FEOL)
浅谈现代集成电路28nm芯片制造工艺A(前端FEOL) 全球90%以上集成电路都是CMOS工艺制造的，经历了半个多世纪发展进化，芯片集成度从一个芯片包含几十个器件进化到几十亿个器件。
从上世纪60年代MOS器件采用铝栅工艺，70年代采用了硅栅工艺，铝线互连，进化到现代集成电路采用高K金属栅、超低k介质多层铜线互连，以及FD-SOI和FinFET立体结构。
制造工艺也越来越复杂。
下面就纳米级体硅平面型CMOS集成电路工艺流程，展现芯片先进制程不断丰富现代集成电路制造工艺。
1）现将几种先进制程工艺简介如下：50多年发展，集成电路制造过程工艺越来越复杂，先进制程不断完善。
首先为了抑制短沟道效应，提高栅极对沟道的控制能力，提高栅极电容，栅氧化层厚度不断减薄。
对于厚度大于4nm的栅氧化层，SiO2是理想的绝缘体，不会形成栅漏电流。
当纯二氧化硅厚度小于3nm时，衬底的电子以量子形式穿过栅介质进入栅极，形成栅极漏电流。
（量子隧穿）栅极漏电导致功耗增加，IC 发热且阈值电压飘移，可靠性降低。
为提高介质绝缘特性，当特征尺寸达到0.18μm时采用氮氧化硅代替二氧化硅。
特征尺寸进入90nm节点，单纯缩小厚度不能满足器件性能的要求了，于是采用提高氮氧化硅含氮量以增加介电常数k，但SiON厚度低于14Å会严重遂穿，栅极漏电剧增。
45nm节点之后氮氧化硅已经不能满足mos器件正常工作的要求，开始使用高k介质HfO2代替SiON来改善栅极漏电问题，同时采用金属栅解决费米能级钉扎和多晶硅栅耗尽问题。
尽管在0.35μm技术节点开始采用掺杂多晶硅与金属硅化物（WSi）鈷（镍）多晶硅化物栅叠层代替多晶硅栅，降低了多晶硅栅的电阻。
但金属栅电阻要比金属硅化物还要小。
高k金属栅HKMG.采用高k介质材料替代SiO2。
二氧化硅k=3.9,氮氧化硅k=4~7，高K介质(HfO2和,HfSiON）=15~25。
同样等效氧化层厚度时，高k材料的物理厚度是SiO2的3~6倍。
28nm工艺低压差线性稳压器(ldo)设计
李梦姿，女，工程师，研究方向：微电子与固体电子学。郭阳，男，研究员，研究方向：微电子与固体电子学。
2019 年第 11 期
2739
计算机与数字工程
成系统的发展，LDO 研究热点转向基于 PMU 的片
Key Words
LDO，low power consumption，28nm process，power supply rejection ratio，temperature coefficient
Class Number
1
TM44
引言
从 MP3、MP4 到智能手机、平板电脑甚至智能
压又可以降压，但是由于其内部存在直流转交流再
the circuit level is optimized to improve certain performance indicators. The resulting LDO circuit is capable of stably outputting a
voltage of 0.9V and performs well in terms of temperature coefficient，low power consumption and low noise.
With the rapid development of portable electronic products，high-performance power management circuits are be⁃
coming more and more important. Compared with other types of power circuits，LDO circuits are simple in structure，low in power
SoC芯片的设计与应用实践
SoC芯片的设计与应用实践一、SoC芯片设计的基本原理SoC芯片是一种集成度非常高的芯片，可以集成CPU、存储器、通信接口、多媒体处理器及各种外设控制器等多种功能单元。
SoC 芯片的设计原理主要是将不同功能的模块集成到同一芯片内部，可以提高整体系统的性能和运行速度，同时也可以减少系统的体积和功耗，降低成本。
为了实现SoC芯片的设计，需要采用以下的技术方案：1.采用高性能的VLSI设计工具，对SoC芯片的各个模块进行设计和优化；2.采用现代的EDA工具进行设计和仿真，能够对芯片性能进行分析和优化；3.采用先进的封装技术，可以使SoC芯片更小、更散热和高的可靠性；4.采用高效的测试和验证技术，可以确保SoC芯片的稳定性和可靠性；5.采用高精度的工艺技术，可以提高芯片的集成度和制造效率。
二、SoC芯片的应用实践SoC芯片在各种应用场景中都具有广泛的应用，例如移动设备、工业控制、汽车电子、智能家居、物联网等。
下面我们以物联网行业为例，阐述一下SoC芯片的应用实践。
1.物联网传感器网络物联网中的传感器网络是SoC芯片的一个重要应用场景，其最主要的功能是通过传感器收集环境信息、物品状态等数据，通过无线网络传输到中心服务器进行处理和分析。
传感器所在的终端节点需要具备低功耗、低成本、低体积、高可靠等特性，常常采用SoC芯片来实现。
2.智能家居SoC芯片在智能家居这一领域中同样有着广泛的应用。
智能家居系统需要集成多种功耗低、响应速度快、通信稳定的不同传感器、控制器和执行器等设备。
通过将这些设备进行集成，可以实现一体化的智能家居控制系统，通过手机APP、云平台等方式，可以远程操控家居中的温度、湿度、照明等元素。
3.智能交通SoC芯片在智能交通这一领域中同样有着广泛的应用。
智能交通系统需要集成多种传感器、通信设备、控制器等设备，保障运输的安全性、顺畅性以及运营效率。
通过将这些设备进行集成，可以实现一体化的系统，提高道路流量监测、车辆信息处理等各种工作效率。
SOC芯片设计与实现技术研究
SOC芯片设计与实现技术研究一、SOC芯片的概念与发展SOC芯片全称System on a Chip System，翻译为“片上系统”，是将集成电路上的所有元器件、模块、接口、逻辑、存储器和微处理器等芯片集成在一起形成完整的系统。
SOC芯片发展到今天已经是非常成熟的技术，主要应用于移动通信、物联网、嵌入式系统、数字电视、汽车电子、医疗电子、家用电器等各个领域。
二、SOC芯片设计的主要流程SOC芯片设计的主要流程可以概括为：系统设计、芯片设计、验证测试和生产加工。
（一）系统设计在进行SOC芯片的设计之前，需要对系统进行全面的设计，考虑各种需求和限制，给芯片设计提供充分的指导和方向。
主要包括：1、需求分析：系统应具备的基本功能和应用场景，需要实现的算法和数据结构，以及实现的功能阈值。
2、结构设计：将系统按照不同功能，划分成不同的部分，形成芯片设计的基本框架。
3、电路设计：根据系统需求和芯片设计框架，进行电路设计，进行模拟和数字仿真。
（二）芯片设计在系统设计的基础上，对芯片进行设计，即根据需求和框架，将各个电路模块进行详细设计，并应用到最终的芯片中。
主要包括：1、逻辑设计：将系统要实现的所有逻辑功能，转化为逻辑设计语言，并进行逻辑仿真和验证，形成芯片的逻辑电路。
2、物理设计：将逻辑电路转化为物理电路，并进行布局和布线设计，形成芯片的物理结构。
3、验证测试：通过仿真模拟，验证芯片的功能和性能，对设计进行调整和修改。
（三）验证测试将设计好的芯片进行验证测试，检验芯片的功能和性能是否满足需求和规定的标准。
主要包括：1、逻辑验证：验证电路逻辑功能是否正确，符合设计要求。
2、物理验证：验证芯片的物理电路是否与设计相符，是否满足性能和功耗要求。
3、联调测试：确定芯片与外部系统的接口是否正确，调试芯片的设计和性能。
（四）生产加工在验证测试通过之后，将芯片进行生产加工，包括芯片加工、封装、测试和选品，形成完整的SOC芯片产品。
Synopsys推出可用于TSMC28nm工艺的DesignWare嵌入式存储器和逻辑库
Synopsys推出可用于TSMC28nm工艺的DesignWare嵌
入式存储器和逻辑库
佚名
【期刊名称】《电子与封装》
【年(卷),期】2012(012)003
【摘要】全球领先的半导体设计、验证和制造软件及知识产权（IP）供应商新思
科技有限公司日前宣布：即日起推出其用于台湾积体电路制造股份有限公司（TSMC）28nm高性能（HP）和移动高性能（HPM）工艺技术的DesignWare⑧嵌入式存储器和逻辑库知识产权（IP）。
Synopsys的DesignWare嵌入式存储器和逻辑库专为提供高性能、低漏电及动态功率而设计，使工程师们能够优化其整个系统级芯片（SoC）设计的速度与能效，
【总页数】1页(P47-47)
【正文语种】中文
【中图分类】TN302
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