ASIC108电子优质PPT.ppt
- 文档编号:15664988
- 上传时间:2022-11-11
- 格式:PPT
- 页数:49
- 大小:4.33MB
ASIC108电子优质PPT.ppt
《ASIC108电子优质PPT.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《ASIC108电子优质PPT.ppt(49页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
路。
q采用采用ASIC设计突出的优点设计突出的优点1.某些复杂电路系统只能采用某些复杂电路系统只能采用ASIC进行设计进行设计2.采用采用ASIC设计复杂电路系统具有极高的性价比设计复杂电路系统具有极高的性价比3.能够减少开发时间能够减少开发时间,加快新产品的面世速度加快新产品的面世速度(Time-to-Market)4.提高系统的集成度提高系统的集成度,缩小印制板面积缩小印制板面积,降低系统降低系统的功耗的功耗5.提高了产品的可靠性提高了产品的可靠性,使产品易于生产和调试使产品易于生产和调试,降低了维护成本降低了维护成本q国外国外ICIC发展现状和趋势发展现状和趋势1.当前国际集成电路的加工水平为当前国际集成电路的加工水平为0.09微米(微米(90纳米)纳米)我国目前的水平为我国目前的水平为0.18微米,与国外相差微米,与国外相差23代代2.目前国内外硅圆片加工直径多为目前国内外硅圆片加工直径多为8英寸和英寸和12英寸,英寸,16和和18(450nm)英寸正在开发当中,预计英寸正在开发当中,预计18英寸硅英寸硅片在片在2016年可望投入生产年可望投入生产3.集成电路扩展新的应用领域:
微机电系统集成电路扩展新的应用领域:
微机电系统(MEMS)微光机电系统、生物芯片、超导等微光机电系统、生物芯片、超导等4.基础研究的主要内容是开发新原理器件,包括:
共基础研究的主要内容是开发新原理器件,包括:
共振隧穿器件(振隧穿器件(RTD)、)、单电子晶体管(单电子晶体管(SET)、)、量量子电子器件、分子电子器件等子电子器件、分子电子器件等qICIC发展重点和关键技术发展重点和关键技术1.亚亚100纳米可重构纳米可重构SoC创新开发平台与设计工具研究创新开发平台与设计工具研究2.SoC设计平台与设计平台与SIP(硅知识产权)重用技术硅知识产权)重用技术3.新兴及热门集成电路产品开发,包括新兴及热门集成电路产品开发,包括64位通用位通用CPU以及相关产品群、网络通信产品开发等以及相关产品群、网络通信产品开发等4.10纳米纳米1012赫兹赫兹CMOS研究研究5.12英寸英寸90/65纳米微型生产线纳米微型生产线6.高密度集成电路封装的工业化技术高密度集成电路封装的工业化技术7.SoC关键测试技术研究关键测试技术研究8.直径直径450nm硅单晶及抛光片制备技术硅单晶及抛光片制备技术一、集成电路的发展历程一、集成电路的发展历程v集成电路的出现集成电路的出现1947-19481947-1948年:
公布了世界上第一支(点接触)年:
公布了世界上第一支(点接触)晶体三极管晶体三极管标志电子管时代向晶体管时代标志电子管时代向晶体管时代过渡。
因此过渡。
因此19561956年美国贝尔实验室三人获诺年美国贝尔实验室三人获诺贝尔奖贝尔奖19471947年圣诞节前两天的一个中午,贝尔实验室的年圣诞节前两天的一个中午,贝尔实验室的沃尔特沃尔特布拉登布拉登和和约翰约翰巴丁巴丁用几条金箔片、一用几条金箔片、一片半导体材料和一个弯纸架制成一个小模型,可片半导体材料和一个弯纸架制成一个小模型,可以传导、放大和开关电流。
他们把这个发明称为以传导、放大和开关电流。
他们把这个发明称为“点接晶体管放大器点接晶体管放大器”。
19481948年年11月月2323日,日,威廉威廉肖克利肖克利提出了结型晶体提出了结型晶体管的想法。
管的想法。
19511951年,他领导的研究小组制出了第年,他领导的研究小组制出了第一个可靠的一个可靠的结型晶体管结型晶体管。
vWilliamShockley“晶体管之父晶体管之父”v191910年年19891989年年v19361936年获年获MITMIT固体物理学博士学位固体物理学博士学位被誉为被誉为“硅谷第一公民硅谷第一公民”,是其非,是其非凡凡的商业眼光成就了硅谷,也是其拙的商业眼光成就了硅谷,也是其拙劣的企业才能造就了硅谷。
在帕罗劣的企业才能造就了硅谷。
在帕罗阿尔托市成立了晶体管实验室,该阿尔托市成立了晶体管实验室,该实验室成为大批后来在硅谷开设公实验室成为大批后来在硅谷开设公司的工程师的培训班。
司的工程师的培训班。
v集成电路的出现集成电路的出现19511951年:
成功制出结型晶体管年:
成功制出结型晶体管19521952年:
英国皇家雷达研究所第一次提出年:
英国皇家雷达研究所第一次提出“集成电路集成电路”的设想的设想19581958年:
美国德克萨斯仪器公司制造出世界年:
美国德克萨斯仪器公司制造出世界上第一块集成电路(双极型上第一块集成电路(双极型-1959-1959年公布)年公布)实际上集成电路的发明人有两个:
实际上集成电路的发明人有两个:
一个是仙童公司一个是仙童公司(Fairchild)(Fairchild)的罗伯特的罗伯特诺伊斯诺伊斯一个是一个是TITI公司的杰克公司的杰克基尔比基尔比集成电路专利权之争使这两个公司的争吵贯穿了整个集成电路专利权之争使这两个公司的争吵贯穿了整个2020世纪世纪6060年代,直到法院裁定两个人为共同发明人为年代,直到法院裁定两个人为共同发明人为止。
止。
19601960年:
制造成功年:
制造成功MOSMOS集成电路集成电路v集成电路发展的特点:
集成电路发展的特点:
特征尺寸越来越小(特征尺寸越来越小(0.10um)硅圆片尺寸越来越大(硅圆片尺寸越来越大(8inch12inch)芯片集成度越来越大(芯片集成度越来越大(2000K)时钟速度越来越高(时钟速度越来越高(500MHz)电源电压电源电压/单位功耗越来越低(单位功耗越来越低(1.0V)布线层数布线层数/I/0引脚越来越多(引脚越来越多(9层层/1200)v摩尔定律(摩尔定律(MooresLaw)美国美国Intel公司前总裁于公司前总裁于1965年总结出的有关集成电路年总结出的有关集成电路发展趋势的著名预言,该预言直至今日依然准确。
其主要发展趋势的著名预言,该预言直至今日依然准确。
其主要内容是:
内容是:
单片单片IC芯片上可以集成晶体管的数量以年为单位呈现芯片上可以集成晶体管的数量以年为单位呈现指数规律发展,即集成度每年翻一番。
指数规律发展,即集成度每年翻一番。
价格每两年下降一半。
GordonMoore生于生于19291929年年19541954年美国加州理工学院获年美国加州理工学院获物理化学博士学位。
物理化学博士学位。
和和罗伯特罗伯特诺伊斯(诺伊斯(RobertNoyce)、安迪安迪格鲁夫(格鲁夫(AndyGrove)共同创办了共同创办了IntelIntel公司公司,并成并成为公司的为公司的“心脏心脏”,领导公司,领导公司成为成为CPUCPU市场的霸主。
最大的市场的霸主。
最大的成就就是发现了成就就是发现了ITIT业的第一业的第一定律定律摩尔定律摩尔定律。
Intel=IntelligencevIC在各个发展阶段的主要特征数据在各个发展阶段的主要特征数据发展阶段发展阶段主要特征主要特征MSI(1966)LSI(1971)VLSI(1980)ULSI(1990)元件数元件数/芯片芯片102-103103-105105-107107-108特征线宽特征线宽(um)10-55-33-11速度功耗乘积速度功耗乘积(uj)102-1010-11-10-210-2栅氧化层厚度栅氧化层厚度(nm)120-100100-4040-1515-10结深结深(um)2-1.21.2-0.50.5-.020.2-.01芯片面积芯片面积(mm2)150IntelsCPUYearofintroductionTransistors400419712,250800819722,500808019745,0008086197829,0002861982120,000386processor1985275,000486DXprocessor19891,180,000Pentiumprocessor19933,100,000PentiumIIprocessor19977,500,000PentiumIIIprocessor199924,000,000Pentium4processor200042,000,000vIntel公司公司CPU芯片集成度的发展芯片集成度的发展vIntel公司第一代公司第一代CPU4004电路规模:
电路规模:
2300个晶体管个晶体管生产工艺:
生产工艺:
10um最快速度:
最快速度:
108KHzvIntel公司公司CPU386TM电路规模:
275,000个晶个晶体管体管生产工艺:
1.5um最快速度:
33MHzvIntel公司最新一代公司最新一代CPUPentium4电路规模:
4千千2百万个百万个晶体管晶体管生产工艺:
0.13um最快速度:
2.4GHz二、专用集成电路(二、专用集成电路(ASIC)的设计要求的设计要求v对对ASIC的主要设计要求为:
的主要设计要求为:
设计周期短(设计周期短(Time-to-Market)设计正确率高(设计正确率高(One-Time-Success)速度快速度快低功耗、低功耗、低电压低电压可测性好,成品率高可测性好,成品率高硅片面积小、硅片面积小、特征尺寸小,价格低特征尺寸小,价格低v关于集成电路的关于集成电路的“速度速度”一般一般用芯片的最大延迟表示芯片的工作速度。
用芯片的最大延迟表示芯片的工作速度。
速度计算公式:
式中:
Tpdo晶晶体管本征延迟时间;
体管本征延迟时间;
Ul最最大逻辑摆幅,即最大电源电压;
大逻辑摆幅,即最大电源电压;
Cg扇扇出栅极电容(负载电容);
出栅极电容(负载电容);
Cw内内连线电容;
连线电容;
Ip晶晶体管峰值电流;
体管峰值电流;
由上式可见,由上式可见,晶体管本征延晶体管本征延迟迟越小,内越小,内连线电连线电容和容和负载负载电电容越小,容越小,电电源源电压电压越低、峰越低、峰值电值电流越流越大,则芯片的延大,则芯片的延迟时间就越小,工作速度将有很大提高。
迟时间就越小,工作速度将有很大提高。
v关于集成电路的关于集成电路的“功耗功耗”芯片的功耗与电压、电流大小有关,与器件类型、电路芯片的功耗与电压、电流大小有关,与器件类型、电路型式也关系密切。
就型式也关系密切。
就MOSMOS集成电集成电路而言,路而言,有有NMOS电路、电路、PMOS电路和电路和CMOS电路之分。
电路之分。
有比电路有比电路无比电路无比电路注注:
分压比取决于驱分压比取决于驱动管和负载管的宽动管和负载管的宽长比长比v关于集成电路的关于集成电路的“功耗功耗”功耗功耗:
静态功耗:
是指电路处于某一固定状态时的功耗。
有比电
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- ASIC108 电子