纳米级CMOS超大规模集成电路可制造性设计 (美)Sandip Kundu等著 97870 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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美Sandip Kundu等著 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030400345

商品编码：29292295349

包装：平装

出版时间：2014-04-01

基本信息

书名：纳米级CMOS超大规模集成电路可制造性设计

定价：58.00元

作者：(美)Sandip Kundu等著

出版社：科学出版社

出版日期：2014-04-01

ISBN：9787030400345

字数：260000

页码：280

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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　　《纳米级CMOS超大规模集成电路可制造性设计》的目的是将读者引入可制造性和可靠性设计的世界，其定位是作为高年级本科生或低年级研究生的教材，也可以作为设计人员的参考书。由于这一领域有大量的会议和期刊，无法保证本书的内容完全涵盖**的行业进展。因此，我们将重点更多地放在原理和概念上，而非每个主题的细节。每章的*后都有参考文献，供读者进行更深入的学习。本书是基于两个合作者Sandip Kundu、Aswin Sreedhar共同的研究兴趣而著成的，两位作者都在可制造性设计领域发表过诸多成果。

内容提要

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《纳米级CMOS超大规模集成电路可制造性设计》的内容包括：CMOSVLSI电路设计的技术趋势；半导体制造技术；光刻技术；工艺和器件的扰动和缺陷分析与建模；面向可制造性的物理设计技术；测量、制造缺陷和缺陷提取；缺陷影响的建模和合格率提高技术；物

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《集成电路设计与制造的挑战与创新》 前言 集成电路（IC），作为现代科技的基石，其发展速度之快、集成度之高，令人惊叹。从最初的晶体管，到如今的纳米级超大规模集成电路（VLSI），每一个里程碑式的飞跃都凝聚了无数科学家的智慧与汗水。然而，随着集成度的不断攀升，设计与制造的复杂性也呈指数级增长，这对工程师们提出了前所未有的挑战。如何在纷繁复杂的设计流程中确保产品的可制造性？如何在微观尺度下实现大规模生产的良率？这些问题不仅关乎技术的可行性，更直接影响着产业的进步与创新。 本书旨在深入探讨集成电路设计与制造过程中所面临的核心挑战，并剖析当前行业内涌现出的各种创新解决方案。我们将超越单一技术的范畴，从宏观的设计理念到微观的工艺细节，全方位地审视这一复杂而迷人的领域。本书将为读者提供一个全面的视角，帮助理解集成电路从概念走向现实的每一个关键环节，以及在这个过程中所蕴含的科学原理与工程实践。 第一章：集成电路制造的演进与当前瓶颈 集成电路的发展史，是一部不断挑战物理极限、突破工艺瓶颈的奋斗史。从早期的分立元件搭建，到平面工艺的发明，再到多层金属互连技术的普及，每一次技术的革新都显著提升了芯片的集成度和性能。然而，进入纳米时代，随着特征尺寸的不断缩小，一系列新的物理现象和工艺难题开始凸显。 物理极限的挑战： 漏电流、量子隧穿效应、热效应等在纳米尺度下变得尤为显著，对电路的稳定性和功耗提出了严峻考验。材料本身的特性也开始出现量子效应，传统的材料选择和处理方法面临失效。 工艺复杂度的激增： 光刻技术的精度达到了前所未有的高度，对光源、掩模、光学系统等提出了极高的要求。薄膜沉积、刻蚀、掺杂等工艺过程中的微观形貌控制、均匀性和重复性成为关键。三维结构的引入，如FinFET、GAAFET等，更是极大地增加了工艺的难度和成本。 良率的困境： 随着芯片面积的增大和层数的增多，任何一个微小的缺陷都可能导致整个芯片失效。生产线上的杂质、设备故障、工艺波动等都直接影响着最终的良率。如何在大规模生产中有效检测、诊断和修复这些缺陷，是当前集成电路制造面临的巨大挑战。 成本的压力： 先进的制造设备、昂贵的材料、漫长的研发周期，使得集成电路的制造成本不断攀升。如何在保证性能和可靠性的前提下，有效控制成本，是企业必须面对的商业现实。 第二章：可制造性设计（DFM）的理念与实践 面对上述挑战，可制造性设计（Design for Manufacturability, DFM）的概念应运而生，并日益成为集成电路设计中不可或缺的重要环节。DFM的核心思想是在设计的早期阶段就充分考虑制造过程中可能出现的各种问题，并通过设计上的调整来规避或减轻这些问题，从而提高芯片的良率、降低生产成本、缩短产品上市时间。 DFM的基本原则： 设计规则检查（DRC）的深化： 传统的DRC主要关注几何规则，而DFM的DRC则会考虑更多工艺相关的参数，如金属间距、刻蚀侧壁倾斜度、光刻窗口等。 可制造性分析（DFA）： 通过仿真工具对设计中的关键区域进行可制造性评估，识别潜在的制造风险点，例如光刻成像难度、刻蚀均匀性差等。 版图优化： 根据DFA的结果，对版图进行修改，例如添加Dummy Metal/Via、调整金属线宽度和间距、优化单元布局等，以改善其在制造过程中的表现。 故障预测与测试性设计（DFT）： 在设计阶段就考虑如何方便地对芯片进行测试，例如加入扫描链、内建自测试（BIST）等，从而快速有效地检测芯片的缺陷。 DFM工具与流程： 现代EDA（Electronic Design Automation）工具提供了强大的DFM功能，包括版图规则检查、缺陷密度预测、光刻模拟、差分栅极电压（DVFS）优化等。一套完善的DFM流程需要设计、工艺、测试等多个部门的紧密协作。 DFM的应用案例： 详细介绍如何在具体的设计场景中应用DFM技术，例如在内存、处理器等复杂芯片设计中，如何通过DFM手段提高特定结构的良率。 第三章：先进工艺技术与设计协同 集成电路的制造工艺日新月异，每一种先进工艺技术的出现都对设计提出了新的要求。设计团队必须深入理解新工艺的特性、优势和局限性，才能充分发挥其潜力，避免设计上的“硬伤”。 FinFET与GAAFET等新器件结构： 这些三维结构的引入，使得栅极对沟道的控制更有效，有效缓解了短沟道效应。但其复杂的几何结构给版图设计带来了挑战，需要更精细的版图规则和布局考量。 先进光刻技术（EUV, High-NA EUV）： 极紫外光刻（EUV）和高数值孔径EUV（High-NA EUV）是实现更高分辨率的关键。然而，EUV光刻面临掩模缺陷、光刻胶敏感度等问题，设计者需要考虑如何在版图上减少对EUV敏感区域的依赖，或者采用特定的图案化技术。 新材料的应用： 高k栅介质、金属栅极、应变硅、III-V族化合物半导体等新材料的引入，在提升器件性能的同时，也带来了新的工艺挑战，例如材料之间的兼容性、界面控制等。设计者需要了解这些材料的特性，并将其纳入设计考量。 互连技术的演进： 随着芯片集成度的提高，互连线数量急剧增加，互连电阻和电容成为限制芯片性能的主要因素。铜互连、低k介质、3D互连等技术的发展，以及对互连线宽度、间距、层数等优化，是设计者需要重点关注的。 第四章：智能设计与自动化在DFM中的作用 随着芯片设计的规模和复杂度的不断增长，以及对DFM要求的日益提高，人工智能（AI）和机器学习（ML）等智能技术正在扮演越来越重要的角色。它们能够帮助设计者更有效地处理海量数据，发现隐藏的模式，并自动化执行复杂的DFM任务。 AI/ML在缺陷预测中的应用： 利用历史制造数据和设计版图信息，通过机器学习模型预测可能出现的制造缺陷，从而在设计早期进行干预。 自动化版图优化： 基于AI算法，自动识别版图中的可制造性问题，并提出或执行优化方案，例如自动添加Dummy Metal/Via，自动调整布局等。 智能DRC/DFA： 利用AI技术，开发更智能、更快速的DRC和DFA工具，能够识别更复杂的、基于工艺行为的规则。 设计参数的自适应优化： AI可以根据不同的制造工艺和良率目标，自动调整设计参数，实现最优化的设计。 测试向量生成与覆盖率分析： AI可以辅助生成更有效的测试向量，提高测试覆盖率，加速缺陷诊断。 第五章：面向未来的集成电路设计与制造 集成电路的发展永无止境，未来的技术趋势将更加注重创新和协同。 异构集成与先进封装： 将不同功能、不同工艺的芯片（例如CPU、GPU、AI加速器、存储器）集成到同一个封装中，以实现更高的性能和更高的能效。这需要设计者和封装工程师之间的密切合作。 面向特定应用的芯片（ASIC/FPGA）与通用计算的平衡： 如何在通用计算和专用计算之间找到最佳的平衡点，以及如何设计出既灵活又高效的解决方案。 绿色集成电路设计： 关注芯片的功耗优化和环境影响，开发更节能、更环保的集成电路。 量子计算与类脑计算的探索： 虽然尚处于早期阶段，但这些颠覆性技术将为未来的集成电路设计带来全新的思路和挑战。 结论 集成电路的设计与制造是一个高度复杂且相互关联的系统工程。可制造性设计（DFM）不仅仅是一种技术手段，更是一种贯穿于设计全过程的设计理念。随着纳米级CMOS技术的不断发展，DFM的重要性将愈发凸显。通过深入理解制造工艺的挑战，积极拥抱先进的DFM技术，并充分利用智能设计工具，我们才能在激烈的市场竞争中，不断推出高性能、高可靠性、高性价比的集成电路产品，驱动科技的持续进步。本书希望为广大集成电路从业者和相关领域的研究者提供一个有益的参考，共同探索集成电路设计与制造的无限可能。

评分☆☆☆☆☆

在我对精密电子元件的兴趣日益浓厚之际，这本《纳米级CMOS超大规模集成电路可制造性设计》的问世，无疑为我提供了一个系统学习的绝佳机会。我一直对那些在微小空间内实现如此复杂功能的芯片感到惊叹，但同时也深感其背后设计与制造的艰辛。我的主要疑惑在于，当晶体管尺寸缩小到纳米级别时，传统的电路设计思维是否需要进行根本性的变革？我希望这本书能提供一些全新的视角，介绍在纳米尺度下，如何通过巧妙的设计来应对量子隧穿、漏电等日益突出的物理效应。我特别关注书中是否会讨论在不同工艺技术下（例如FinFET、GAAFET等）进行可制造性设计的具体策略，以及这些策略如何影响电路的功耗、速度和面积。我渴望书中能包含丰富的图示和公式推导，以便我能清晰地理解各种设计规则的由来和应用。此外，我对于如何通过设计手段来提升芯片的可靠性和鲁棒性也充满期待，这对于确保纳米级芯片在实际应用中的长期稳定性至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本关于纳米级CMOS超大规模集成电路可制造性设计的著作，无疑为我开启了一扇通往微电子世界更深处的大门。此前，我对“可制造性设计”这一概念虽然有所耳闻，但总觉得它是一个抽象的、遥远的术语，与我日常的设计工作似乎有所脱节。然而，随着半导体工艺向纳米尺度飞跃，以及集成电路的复杂度日益攀升，我逐渐意识到，脱离制造工艺的设计是难以成功的。我迫切地希望这本书能够揭示其中的奥秘，特别是如何从设计源头就考虑制造的限制和可能性。我期盼书中能够有详尽的章节，阐述不同工艺节点的特点，以及它们对电路布局、布线、器件选择等方面带来的影响。我想了解，在如此微小的尺度下，诸如光刻、刻蚀、薄膜沉积等关键制造步骤，会对电路的性能参数产生怎样的微妙影响，又该如何在设计中予以补偿和优化。同时，我也期待书中能提供一些关于设计规则检查（DRC）和版图后仿真（Post-Layout Simulation）的进阶技巧，以及如何利用统计设计方法来应对制造过程中的随机变化。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，恰似在信息洪流中为我点亮了一盏指路明灯，尤其是在我对纳米级CMOS超大规模集成电路制造方面感到迷茫之际。我一直在寻找一本能够深入浅出地解析这一复杂领域，并且能提供切实可行设计思路的书籍。之前接触的一些资料，要么过于理论化，要么仅仅停留在概念层面，难以将知识转化为实际的设计应用。而这本书，从其标题“可制造性设计”便能感受到其务实的方向。我期待它能详细阐述在纳米尺度下，如何将电路设计与制造工艺紧密结合，克服诸如良率、功耗、性能等方面的挑战。我尤其好奇书中是否会详细介绍各种纳米级CMOS器件的制造工艺流程，以及在设计过程中需要特别注意的制造相关的物理效应，例如短沟道效应、量子效应等等，并给出相应的规避或利用方案。我希望这本书能够提供具体的CAD工具使用技巧，或者设计流程的案例分析，帮助我理解如何在实际项目中应用可制造性设计原则，从而提高芯片的成功率和整体性能。

评分☆☆☆☆☆

在深入探索微电子世界的过程中，我遇到了许多理论性和实践性都很强的书籍，但《纳米级CMOS超大规模集成电路可制造性设计》在我的眼中，显得尤为特别。它似乎触及了当前半导体领域最前沿、也最具挑战性的一个环节——在原子尺度上实现大规模集成。我的直觉告诉我，这本书不仅仅是一本技术手册，更可能是一次思维的革新。我希望它能帮助我理解，在纳米技术日益精进的今天，设计不再仅仅是逻辑的堆叠，而是需要深入到物理实现的每一个细节。我期待书中能够详尽地解析，在纳米尺度下，各种设计缺陷（例如线宽变化、掺杂不均、界面态密度等）如何被放大，以及作者们是如何提出一系列巧妙的设计方法来抵御这些缺陷的。我尤其想了解，书中是否会涉及一些先进的建模技术，用以更精确地预测纳米器件的物理行为，以及如何将这些模型融入到EDA工具中，实现智能化的可制造性设计。这本书的价值，我想在于它能够弥合理论研究与实际工程之间的鸿沟，为下一代集成电路的设计者们提供一条清晰的道路。

评分☆☆☆☆☆

对于像我这样，身处半导体行业，却在纳米级CMOS超大规模集成电路的制造和设计之间寻求更深层连接的从业者而言，这本书的出现，简直是雪中送炭。我长期以来都在思考，如何在日新月异的工艺节点下，设计出既满足性能需求，又能在实际生产中高效实现的芯片。过去，我主要专注于电路功能的设计，但随着设计规则的日趋复杂和制造成本的不断攀升，我深刻体会到“可制造性”的重要性。我希望这本书能够提供一套系统性的方法论，帮助我理解从概念到流片的整个流程中，设计与制造如何相互渗透、相互影响。我尤其对书中关于设计参数化、工艺感知设计（Process-Aware Design）的论述抱有浓厚兴趣。我希望能学习到如何在设计之初就充分考虑不同制造步骤的容差，以及如何利用自动化工具来优化设计，从而最大限度地提高良品率。此外，我也期待书中能分享一些成功案例，分析在实际设计中遇到的挑战，以及如何通过创新的可制造性设计策略来克服它们。