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集成電路工程研究方向范文1

【關鍵詞】微電子學 集成電路 半導體

微電子學與集成電路是現(xiàn)代信息技術的基礎，各類高新行業(yè)在具體發(fā)展中，均會對微電子學和集成電路進行應用。其中，集成電路選擇半導體鏡片作為基片，并結合相關工藝，將電阻、電容等元件與基片連接，最終形成一個具備完整電路功能的系統(tǒng)或是電路。較比集成電路微電子學是在集成電路的基礎上，研究半導體和集成電路的相關物理現(xiàn)象，并有效的對其進行應用，滿足各類電子器件需求的效果。基于此，本文對當前微電子學與集成電路展開分析，具體內(nèi)容如下。

1 微電子學與集成電路解讀

微電子學是電子學的分支學科，主要致力于電子產(chǎn)品的微型化，達到提升電子產(chǎn)品應用便利和應用空間的目的。微電子學還屬于一門綜合性較強學科類型，具體的微電子研究中，會用到相關物理學、量子力學和材料工藝等知識。微電子學研究中，切實將集成電路納入到研究體系中。此外，微電子學還對集成電子器件和集成超導器件等展開研究和解讀。微電子學的發(fā)展目標是低能耗、高性能和高集成度等特點。

集成電路是通過相關電子元件的組合，形成一個具備相關功能的電路或系，并可以將集成電路視為微電子學之一。集成電路在實際的應用中具有體積小、成本低、能耗小等特點，滿足諸多高新技術的基本需求。而且，隨著集成電路的相關技術完善，集成電路逐漸成為人們生產(chǎn)生活中不可缺少的重要部分。

2 微電子發(fā)展狀態(tài)與趨勢分析

2.1 發(fā)展與現(xiàn)狀

從晶體管的研發(fā)到微電子技術逐漸成熟經(jīng)歷漫長的演變史，由晶體管的研發(fā)以組件為基礎的混合元件（鍺集成電路）半導體場效應晶體管MOS電路微電子。這一發(fā)展過程中，電路涉及的內(nèi)容逐漸增多，電路的設計和過程也更加復雜，電路制造成本也逐漸增高，單純的人工設計逐漸不能滿足電路的發(fā)展需求，并朝向信息化、高集成和高性能的發(fā)展方向。

現(xiàn)階段，國內(nèi)對微電子的發(fā)展創(chuàng)造了良好的發(fā)展空間，目前國內(nèi)微電電子發(fā)展特點如下：

（1）微電子技術創(chuàng)新取得了具有突破性的進展，且逐漸形成具有較大規(guī)模的集成電路設計產(chǎn)業(yè)規(guī)模。對于集成電路的技術水平在0.8～1.5μm，部分尖端企業(yè)的技術水平可以達到0.13μm。

（2）微電子產(chǎn)業(yè)結構不斷優(yōu)化，隨著技術的革新產(chǎn)業(yè)結構逐漸生成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，上下游關系處理完善。

（3）產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大，更多企業(yè)參與到微電子學的研究和電路中，有效推動了微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促使微電子技術得到了進一步的完善和發(fā)展。

2.2 發(fā)展趨勢

微電子技術的發(fā)展中，將微電子技術與其他技術聯(lián)合應用，可以衍生出更多新型電子器件，為推動學科完善提供幫助。另外微電子技術與其他產(chǎn)業(yè)結合，可以極大的拉動產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，推動國內(nèi)生產(chǎn)總值的增加。微電子芯片的發(fā)展遵循摩爾定律，其CAGR累計平均增長可以達到每年58%。

在未來一段時間內(nèi)，微電子技術將按照提升集團系統(tǒng)的性能和性價比，如下為當前微電子的發(fā)展方向。

2.2.1 硅基互補金屬氧化物半導體（CMOS）

CMOS電路將成為微電子的主流工藝，主要是借助MOS技術，完成對溝道程度的縮小，達到提升電路的集成度和速度的效果。運用CMOS電路，改善芯片的信號延遲、提升電路的穩(wěn)定性，再改善電路生產(chǎn)成本，從而使得整個系統(tǒng)得到提升，具有極高研究和應用價值。可以將CMOS電路將成為未來一段時間的主要研究對象，且不斷對CMOS電路進行縮小和優(yōu)化，滿足更多設備的需求。

2.2.2 集成電路是當前微電子技術的發(fā)展重點

微電子芯片是建立在的集成電路的基礎上，所以微電子學的研究中，要重視對集成電路研究和分析。為了迎合信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，對于集成電路暴露出的延時、可靠性等因素，需要及時的進行處理。在未來一段時間內(nèi)對于集成電路的研究和轉變勢在必行。

2.2.3 微電子技術與其他技術結合

借助微電子技術與其他技術結合，可以衍生出諸多新型技術類型。當前與微電子技術結合的技術實例較多，積極為社會經(jīng)濟發(fā)展奠定基礎。例如：微光機電系統(tǒng)和DNA生物芯片，微光機電系統(tǒng)是將微電子技術與光學理論、機械技術等結合，可以發(fā)揮三者的綜合性能，可以實現(xiàn)光開關、掃描和成像等功能。DNA生物芯片是將微電子技術與生物技術相結合，能有效完成對DNA、RNA和蛋白質等的高通量快速分析。借助微電子技術與其他技術結合衍生的新技術，能夠更為有效推動相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為經(jīng)濟發(fā)展奠定基礎。

3 微電子技術的應用解讀

微電子學與集成電路的研究不斷深入，微電子技術逐漸的應用到人們的日常生活中，對于改變?nèi)藗兊纳钇焚|具有積極的作用。且微電子技術逐漸成為一個國家科學技術水平和綜合國力的指標。

在實際的微電子技術應用中，借助微電子技術和微加工技術可以完成對微機電系統(tǒng)的構建，在完成信息采集、處理、傳遞等功能的基礎上，還可以自主或是被動的執(zhí)行相關操作，具有極高的應用價值。對于DNA生物芯片可以用于生物學研究和相關醫(yī)療中，效果顯著，對改善人類生活具有積極的作用和意義。

4 結束語

微電子學與集成電路均為信息技術的基礎，其中微電子學中囊括集成電路。在對微電子學和集成電路的解析中，需要對集成電路和微電子技術展開綜合解讀，分析微電子技術的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，再結合具體情況對微電子技術的當前應用展開解讀，為微電子學與集成電路的創(chuàng)新和完善提供參考，進而推動微電子技術的發(fā)展，創(chuàng)造更大的產(chǎn)值，實現(xiàn)國家的持續(xù)健康發(fā)展。

參考文獻

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作者簡介

胥亦實（1994-），男，陜西省榆林市人。大學本科學歷。現(xiàn)供職于吉林大學。主要研究方向為集成電路工程。

集成電路工程研究方向范文2

【關鍵詞】計算機技術；技術創(chuàng)新；創(chuàng)新原因

一、電子計算機發(fā)展中的突破性進展及其技術原因

由于現(xiàn)代社會對于復雜計算量任務的需求日益增加，人們迫切需要一種能夠進行精確計算的電子設備，于是電子計算機應運而生，在隨后的幾年中，電子計算機技術得到了更加迅速的發(fā)展，并取得了很多里程碑式的突破，其主要表現(xiàn)和原因如下：

（一）晶體管技術與晶體管計算機的發(fā)明

在第二次世界大戰(zhàn)以前，貝爾實驗室的科研人員發(fā)現(xiàn)了一種能夠使得微弱電流少量的變化，能夠對另外的電流產(chǎn)生很大影響的材料，人們稱之為“晶體管”；后來，人們逐漸發(fā)展晶體管在工作上不僅能夠替代原有部件的作用，而且能夠更好地提高計算機的性能，于是一些科研人員開始研究以晶體管計算機代替原有的電子管計算機，并確立了讀寫方便的二進制，同時人們從中得到啟發(fā)，發(fā)明小型的供個人使用的計算機將會成為未來計算機的發(fā)展方向之一。采用晶體管作為主要部件的計算機被成為“第二代電子計算機”，并在隨后的時期被廣泛地運用，同時為以后的發(fā)展提供了契機。

（二）集成電路與PC機時代的到來

通過在發(fā)明晶體管計算機中的啟發(fā)，通過當時的科學技術人們已經(jīng)能夠將晶體管、二極管和電阻等一些元部件和電路連線在一塊集成電路板上，與普通的電子電路相比，集成電路具有體積小、重量輕、易攜帶、功耗低等優(yōu)點，而且其可靠性也在逐步提高。后來，人們逐漸認識到集成電路的好處，并將集成電路運用到電子計算機的技術中來，同時將集成電路進行規(guī)模化生產(chǎn)，不僅促進了電子計算機的發(fā)展，而且使得計算機的成本降低，為未來計算機的普及奠定了良好的基礎。

集成電路的發(fā)展不僅推動了電子計算機技術的發(fā)展，而且為PC時代的到來開辟了道路，隨著集成電路被廣泛的應用到電子計算機中，IBM公司首先建立了自己的集成電路工廠，并且在不斷的摸索中，終于制造出了以集成電路為基礎的電子計算機，從而使得計算機的發(fā)展到了第三時期。

（三）微處理芯片與英特爾系列

微處理器與集成電路和晶體管并稱為計算機發(fā)展過程中的三大發(fā)明，可見微處理器對于計算機發(fā)展的推動力是不可或缺的，這三項發(fā)明分別使得電子計算機進入了新的時代。

當時微處理器的發(fā)明人員認為可以將復雜的芯片設計方案更加簡潔化，在這一啟發(fā)下，計算機的芯片主要是由只讀存儲器、隨機存取器和輸入輸出接口和中央處理器組成，在這一結構的啟發(fā)下，研發(fā)人員開始投入到微處理器的試運行過程中。

微處理器最終成功地研發(fā)并投入生產(chǎn)，使得整個計算機產(chǎn)業(yè)向著更加微型化的方向發(fā)展，尤其是在PC機領域，微處理器的產(chǎn)生，使得很多設想成為可能。

二、影響現(xiàn)代計算機技術創(chuàng)新的科學技術因素

科學家認為，電子計算機的集成度已經(jīng)到達一個瓶頸時期，在集成電路板上如果再放置具有更強計算能力的部件，容易使得芯片散熱不好，從而影響計算機的使用壽命。但是，人們對于電子計算機的要求卻在不斷提高，這一矛盾就導致了科學家開始尋找其他的路徑來不斷推進現(xiàn)代計算機的技術創(chuàng)新，主要包括以下幾點：

（一）人工智能技術的發(fā)展

隨著計算機功能和計算性能的進一步提高，人們開始思考能否讓計算機模擬人類的思考和解決問題的模式，從而變得更加智能化，使得能夠進一步解放人類勞動。目前為止，計算機技術在人工智能的領域已經(jīng)取得了重大的成就，例如：一些專家系統(tǒng)已經(jīng)能夠利用已有的知識幫助人們解決問題，另外一些語音識別技術能夠解放人們的雙手，通過聲音的錄入就能夠生成文字等等，這些技術雖然能夠在一定程度上，使得電子計算機模擬人腦的行為，但是還遠遠無法跟人類的智能相媲美，因此在人工智能的道路上，我們還需要更多的研究和突破。

（二）量子力學的研究推動著量子計算機的發(fā)展

當人們認識到傳統(tǒng)的綜合性應用的計算機的發(fā)展已經(jīng)到達一個瓶頸時期的時候，人們開始探索能否將計算機向著專用的方向發(fā)展，例如：人們可以利用量子計算機進行量子計算，但是從傳統(tǒng)的綜合性應用的計算機到量子計算機的改造是一項復雜的過程，這一過程中必須要攻克以下幾個難題，例如：去相干的問題和糾錯的問題等等，隨著科學技術的發(fā)展，人們發(fā)明了量子計算機并且使得它的應用走向成熟，目前，對于量子力學的不斷研究為量子計算機的發(fā)展提供了堅實的基礎，成為未來電子計算機發(fā)展的新方向。

（三）光學為光子計算機的研究提供可能

光學的概念來自于愛因斯坦對于光學的研究，他在研究中發(fā)現(xiàn)與電子相比，光具有以下特點：光子的分辨率比較高；光子的速度更加快；光子的這些特點使得其未來具有更廣闊的應用前景。而對于光學的研究，例如：激光、光纖、光存儲和光顯示等等，以及光學與光電子學的結合，標志著現(xiàn)代光學的誕生，這些技術的發(fā)展都有力地推動了光子計算機的發(fā)展。

作為一種全新的計算機，光子計算機是以光子作為信息的載體，而且能夠進行光運算的新型計算機；在光學研究的基礎上，目前光子計算機能夠“與”、“或”、“非”三種基本的運算，同時還支持加法的運算等等，雖然目前光子計算機還沒有正式的誕生，但是人們已經(jīng)逐漸認識到其優(yōu)勢，也成為計算機未來發(fā)展的方向之一。

（四）DNA分子邏輯門奠定了DNA計算機發(fā)展的基礎

DNA計算機是計算機科學與分子生物學相結合的產(chǎn)物，從此計算機的發(fā)展又開辟了一個新的領域。DNA分子具有較高的存儲能力和強大的并行運算能力，所以DNA計算能夠解決一些復雜的問題。DNA計算機的出現(xiàn)能夠使得計算機的應用場合進入到人體內(nèi)甚至細胞內(nèi)，可以作為一種監(jiān)控機制，發(fā)現(xiàn)DNA的變化等等，而且還能夠合成一些藥物，用來治療人體的疑難雜癥等等，具有非常廣闊的應用前景，但是，目前DNA計算機的還處于研究過程中，完成對其真正的應用尚需時日。

（五）納米技術的出現(xiàn)使得納米計算機成為研究熱潮

隨著國際上對于納米技術的研究，一些納米材料正式誕生，使得全世界投入到了一股研究納米技術的熱潮中。同樣，人們開始思考利用納米計算機來實現(xiàn)一些傳統(tǒng)計算機一些更加強大的功能，例如：可以利用納米技術制作一些縮微計算機元件，而且這種納米計算機一旦研究成功就有可能消耗很少的資源，在性能上也將獲得更大的提高。目前，建造一個芯片生產(chǎn)工廠耗資巨大，使得很多廠商都不堪重負，但是如果利用納米技術來制造和生產(chǎn)計算機的芯片，工廠的占地面積和所需資源等等都將大大降低。

三、影響現(xiàn)代計算機技術創(chuàng)新的社會因素

通過以上的分析和論述可知，在計算機的發(fā)展過程中，很多技術的研究為計算機的誕生和發(fā)展提供了契機，使得現(xiàn)代計算機朝著很多方向進行發(fā)展。但是，影響現(xiàn)代計算機技術創(chuàng)新的因素遠遠不止科學技術因素，還與社會因素密不可分，影響現(xiàn)代計算機技術創(chuàng)新的社會因素主要有以下幾點：

（一）國家需求對于計算機技術的發(fā)展要求

隨著目前世界上各個國家都處速發(fā)展時期，一些工程項目的數(shù)據(jù)和計算復雜程度逐步增加，采用傳統(tǒng)的計算機已經(jīng)無法滿足這些需求。因此，必須要對計算機技術進行創(chuàng)新。例如：目前的加密技術正在逐步提高，密文在目前的計算量來講是無法破譯的，但是隨著超級計算機性能的提高，運算速度的加快等等，密碼必須進行更嚴密的運算，這就需要超級計算機來進行。超級計算機能夠使得運算速度得到很大提高，可以在國防安全和信息安全等方面起著重要的作用。

（二）人們對于計算機的需求也是創(chuàng)新因素之一

目前，隨著科學技術的發(fā)展，計算機已經(jīng)被普遍地推廣和應用，人們對于計算機的需求也在不斷上升，這也成為計算機技術創(chuàng)新的重要因素之一，主要表現(xiàn)在以下幾點：第一，體積微型化，為了能夠打破時間和空間對于計算機使用的限制，人們需要一種能夠便于攜帶的、體積更小、續(xù)航能力更強的計算機，這就促使著計算機技術向著更加完善的方向發(fā)展；第二，功能全面化，人們對于計算機的需求也向著功能更加全面的方向發(fā)展，希望能夠利用一臺計算機進行工作、學習和娛樂等等，所以現(xiàn)代的計算機也正在向著功能更加全面的方向發(fā)展著。

四、面對計算機技術創(chuàng)新的幾點建議

人們的生活每時每刻都在變動，計算機技術的創(chuàng)新也無時無刻不在發(fā)展，面對日新月異的計算機技術創(chuàng)新，主要有以下幾點建議：

第一，準確把握需求，一項新技術的產(chǎn)生肯定有一定的需求因素為推動力，明確需求才能更好地研究出符合相關需求的計算機技術。

第二，計算機技術有著眾多的研究領域，每個研究領域都可能為計算機技術的創(chuàng)新提供啟發(fā)，所以在通用計算機的基礎上研究一些針對專業(yè)領域的計算機技術也非常重要，從而能夠更好地促進計算機技術的創(chuàng)新。

第三，計算機在給人們帶來方便的同時，也存在著很多隱患，例如：病毒、網(wǎng)絡攻擊、信息竊取和輻射等問題，不僅影響著人們的健康，而且還威脅著國家的安全，因此我們在致力于計算機技術的創(chuàng)新過程中，也需要考慮計算機帶來的負面影響。

第四，信息時代的到來，為計算機技術的發(fā)展提供了另一個契機，隨著人們逐漸認識到信息的重要性，人們開始利用計算機進行溝通和交流，所以計算機的攜帶、功耗、續(xù)航以及成本等問題也成為計算機技術創(chuàng)新過程中需要考慮的重要因素。

第五，由于目前計算機已經(jīng)被廣泛地運用到各個領域，所以計算機技術的發(fā)展不僅僅需要本領域相關知識的支持，而且還需要其他領域知識的配合，在此過程中需要研發(fā)和技術人員對于相關領域的技術有著深入的了解，才能夠真正制造出跨領域發(fā)展的計算機。

參考文獻：

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集成電路工程研究方向范文3

【關鍵詞】太陽能;光伏發(fā)電;降壓電路;TL494

引言

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人口的增加，世界各國對傳統(tǒng)能源的開發(fā)步伐也越來越大，傳統(tǒng)能源變得越來越緊缺和昂貴，新能源，特別是可再生能源有著廣闊的發(fā)展前景。近年來，太陽能光伏發(fā)電已經(jīng)在越來越多的場合得到了應用。由于太陽能有著取之不盡，用之不竭的優(yōu)點，并且綠色環(huán)保。世界各國均在太陽能技術研究開發(fā)投入極大的科技力量，從而在未來的發(fā)展更有優(yōu)勢。

太陽能光伏發(fā)電充電器是一種利用太陽能作為能源，通過光伏電池轉換為電能，并進一步通過直流斬波電路變?yōu)槟繕穗娖髟O備所需的電壓。其結構如圖1所示。其實太陽能電池板在陽光的照射下可以產(chǎn)生20V左右的電壓，降壓電路把20V的電壓變?yōu)?2V以下電壓，在輸出端有反饋電路將輸出電壓信號與給定電壓進行比較，并通過控制回路實現(xiàn)電壓的自動控制。這樣的降壓充電電路結構簡單、成本較低，因此這種降壓充電電路具有良好的市場前景。

圖1 太陽能光伏發(fā)電充電電路結構

1.降壓斬波電路的工作特性

降壓斬波電路是基本的直流變換器之一。目前的大部分太陽能光伏發(fā)電變換器輸出電壓一般在20V左右，而普通電子設備輸入電壓一般為12V以內(nèi)，輸出電壓小于輸入電壓，因此關于降壓型斬波變換電路研究非常重要。

圖2是降壓拓撲的電路圖。電路中的開關管MOS1采用MOSFET;二極管D1起續(xù)流作用，在MOS1關斷時為電感L1電流提供續(xù)流通路;L1為能量傳遞電感，C1為濾波電容，R1為負載;VDC1為輸入直流電源。

圖2 降壓拓撲電路圖

當開關管導通時，電源向電感充電，電感電壓左正右負;而負載電壓上正下負，此時在R與L之間的二極管由于承受反偏電壓而截止。電感充電電流為線性上升。另外，開關管截止時電容向負載放電，由于電容已經(jīng)被充電且容量很大，所以負載電壓基本保持恒定值。在開關管關斷時，儲能電感兩端電勢極性變成左負右正，二極管轉為正偏，電感與電源一起為電容充電，同時向負載提供能量。

當電感電流連續(xù)時，根據(jù)電感充放電時吸收和釋放的能量守恒，有：

（1）

進行變化可得輸入輸出電壓關系，D為占空比。可以看出輸出電壓與輸入電壓和占空比成簡單比例比例關系，可以通過調(diào)節(jié)輸入電壓或占空比來控制輸出電壓的打小。

（2）

而電感電流不連續(xù)電時輸出電壓會升高，這時輸出電壓與輸入電壓并不符合（2）式，這種情況必須重新設計電路與調(diào)整參數(shù)。本文電路設計為電流連續(xù)工作模式。

2.TL494集成電路主要特征

TL494集成電路是一種固定頻率脈沖寬度調(diào)制（PWM）電路，它包含了開關電源電路自動控制所需的大多數(shù)功能，廣泛應用于降壓電路、升壓電路以及隔離型開關電源電路。TL494有SO-16和PDIP-16兩種常用的封裝形式，以適應不同場合的要求。TL494內(nèi)部電路如圖3所示。TL494內(nèi)置線性鋸齒波振蕩器和誤差放大器，并且自帶5V參考基準電壓源，使用外置偏置電路時，可提供高達10mA的負載電流，在典型的0-70℃溫度范圍50mV溫漂下，該基準電壓源能提供±5%的精確度。輸出由功率晶體管提供推拉兩種輸出方式，可提供500mA的驅動能力。

圖3 TL494內(nèi)部結構圖

TL494內(nèi)置了線性鋸齒波振蕩器，其工作頻率通過外置振蕩元件（一個電阻和一個電容）來調(diào)整。其振蕩頻率如下：

（3）

3.基于TL494降壓電路設計

圖4是一個為工作電壓5V的電子設備設計的電路圖。太陽能光伏電池板得到的開路電壓為20V左右，必須進行降壓才能供電。而工作過程中太陽能光伏電池板的電壓會發(fā)生變化，因此必須設計控制回路。脈沖寬度調(diào)制比較器為誤差放大器調(diào)節(jié)輸出脈寬輸出的脈沖寬度。兩個誤差放大器具有從較大的共模輸入范圍，通過回饋電壓與基準電壓進行比較，從而調(diào)整占空比，進而得到穩(wěn)定的輸出電壓。

在降壓電路工作模式下，為獲得更大的驅動電流輸出，將Q1和Q2并聯(lián)使用，這時，將輸出控制模式腳接地以停止雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作。這種狀態(tài)下，輸出的脈沖頻率將等于振蕩器的頻率。若誤差放大器的輸出端口處于高電平，它與脈沖寬度調(diào)制器的反相輸入端進行“或”運算，這種電路結構，放大器只需最小的輸出即可支配控制回路。當比較器CT放電，一個正脈沖出現(xiàn)在死區(qū)比較器的輸出端，受脈沖控制的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器進行計時，同時停止輸出驅動管的工作。

圖4 輸出5V的降壓電路圖

圖5 輸出電壓與電感電流仿真波形

圖6 實際電路

圖7 TL494鋸齒波

4.仿真與電路制作

仿真軟件為電力電子的專用軟件PSIM，輸入電壓為20V，輸出為5V，采用了圖2的電路結構，設置開關頻率為21kHz，負載為10歐姆的電阻。電感工作于連續(xù)模式，仿真結果如圖5所示。

實際電路根據(jù)圖4進行制作，為獲得更大的輸出功率，采用了兩塊太陽能電池板進行了并聯(lián)。如圖6所示。

圖8 開關管驅動電壓波形

圖7為TL494鋸齒波，其工作頻率即為開關管的開關頻率。圖8為開關管的驅動電壓波形，可以看出，開關管嚴格工作于開關狀態(tài)。

5.結論

分析仿真和實驗結果可以看到，雖然太陽能電池板的輸入電壓不是恒定值，但是通過電路的自動調(diào)節(jié)占空比，輸出電壓相當穩(wěn)定。此外，開關管工作于開關狀態(tài)，本身耗能非常小，因此太陽能電池板所獲得的大部分能量可以轉換為電能供給負載。通過對實際電路進行測試分析，電路長時間工作穩(wěn)定，無過熱現(xiàn)象，可以適合多種電子設備。

參考文獻

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基金項目：廣東省教育部產(chǎn)學研結合項目 （項目編號：2012B091100042）。

作者簡介：

集成電路工程研究方向范文4

【關鍵詞】時序控制；伽馬校正；DC-DC轉換；液晶顯示器

引言

TFT液晶屏采用行、列驅動的矩陣顯示方式，需要在前端增加一個特殊的轉換電路，就是“時序控制器”，將從外部供給的數(shù)據(jù)信號、控制信號以及時鐘信號分別轉換成適合于數(shù)據(jù)和柵極驅動IC的數(shù)據(jù)信號、控制信號、時鐘信號。它的功能是色度控制和時序控制。時序控制電路是整個顯示器動作時序的中心，配合每個圖框顯示的時機，設定水平掃描啟動，并將由界面所輸入的圖像數(shù)據(jù)信號轉換成源極驅動電路所用的數(shù)據(jù)信號，傳送到源極驅動電路的寄存器中，并配合水平掃描，控制數(shù)據(jù)線驅動的適當時間，從而實現(xiàn)圖像的顯示。這個“時序控制器”就是我們常說的時序控制電路，也稱為TCON電路，是TFT液晶屏可以正常顯示目前視頻圖像信號的關鍵部件。

液晶屏加固設計時，由于原屏配的TCON板在功能、性能和尺寸等方面往往不能滿足加固設計的要求，所以需要對TCON電路重新設計，以滿足使用要求，下面以一款6.4寸液晶屏為例介紹TCON板的設計。

1 基礎理論介紹

圖像信號的轉換，這是一個極其復雜、精確的過程，它需要先對信號進行存儲，然后根據(jù)信號的標準及液晶屏的各項參數(shù)進行分析計算，根據(jù)計算的結果再按規(guī)定從存儲器中讀取預存的像素信號，并按照計算的要求重新組合排列讀取的像素信號，成為液晶屏顯示適應的信號。在這個過程中，圖像信號的時間過程、排列順序都進行了重新的編排，完全改變了原來像素信號的時間順序關系，所以此電路稱為“時序控制電路”，其英語為Timing-Control，縮寫為TCON。TCON電路還要產(chǎn)生控制各個電路工作的輔助信號，重新編排的像素信號在輔助信號的協(xié)調(diào)下，施加于液晶屏驅動電路中，從而正確的重現(xiàn)出圖像。

液晶屏的整體驅動電路包括時序控制電路、灰階電壓（伽馬校正）發(fā)生電路、DC-DC轉換電路、屏源極驅動（列驅動）電路、屏柵極驅動（行驅動）電路等，其構成框圖如圖1所示。

我們平時所說的“TCON電路板”是圖1中的時序控制電路、灰階電壓發(fā)生電路、DC-DC轉換電路三部分，它們通常做在一塊獨立的電路板上。這塊電路板把前端送來LVDS格式的圖像信號，轉換為液晶屏周邊源極驅動和柵極驅動集成電路所需的RSDS格式的圖像數(shù)據(jù)信號，同時還輸出源極驅動、柵極驅動電路工作必須的驅動控制信號（STV、CKV、STH、CKH、POL），這些信號加到屏周邊的驅動電路上，最終實現(xiàn)圖像在液晶屏上的顯示。

2 TCON板電路設計

2.1 DC-DC轉換電路設計

驅動電路是一個獨立系統(tǒng)，這部分電路工作需要各種電源供電，如（Vmain供電、柵極驅動電壓VGH、VGL）、伽馬校正基準電壓（VDA）等。為了保證該系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，在T-CON電路中，專門設置了一個獨立的開關電源電路，該開關電源把主板送來的電源，經(jīng)過DC-DC轉換電路，產(chǎn)生邏輯驅動電路所需的Vmain、VDA、VGL、VGH等電壓。這個DC-DC轉換電路輸出要求無干擾、電壓精度高，是一個專門為邏輯驅動系統(tǒng)供電的開關電源電路。

本DC-DC轉換電路設計采用TI公司的TPS65101電源芯片，該芯片能產(chǎn)生LCD需要的電壓Vmain、柵極開啟電壓VGH及柵極關斷電壓VGL。芯片內(nèi)部集成有3個DC-DC轉換器，其中包括兩個充電泵和一個升壓轉換器，可以為小型TFT液晶屏提供高效的調(diào)節(jié)電壓。

DC-DC轉換電路如圖2所示，升壓轉換器產(chǎn)生行列驅動電壓Vmain，一個充電泵產(chǎn)生正電壓，作為TFT的開啟電壓VGH；另外一個充電泵產(chǎn)生負電壓，作為TFT的關閉電壓VGL，Gamma基準電壓VDA采用Vmain。

2.2 伽馬校正電路

顯示屏的其源極驅動電路會向屏列電極施加一個幅度變化的像素信號電壓，而該電壓的變化與屏產(chǎn)生光點亮度的大小是一個嚴重畸變的非線性變化關系，呈現(xiàn)一個類似S形的曲線，如圖3所示。

從圖3可以看出，當電壓等分變化時，液晶屏透光率變化中間拉長，兩邊壓縮。在圖像信號電壓低亮度和高亮度時，出現(xiàn)了液晶屏透光率變化迅速的現(xiàn)象，而在圖像信號電壓在中等亮度時，屏透光率變化非常緩慢，這樣重現(xiàn)的圖像會出現(xiàn)非常難看的灰度層次失真，是需要解決的。因此，在液晶屏的T-CON電路中，針對這種失真現(xiàn)象專門設計了一個電壓校正電路，它采用一系列幅度變化不成比例的預失真電壓，對失真曲線進行校正。這一系列的電壓我們稱為灰階電壓，而產(chǎn)生灰階電壓的電路稱為灰階電壓發(fā)生電路。灰階電壓組成的校正曲線如圖4所示。

從圖4可以看出，當液晶屏透光率等分變化時，校正電壓在圖像中間亮度區(qū)域進行壓縮，變化加速，而在圖像信號低亮度和高亮度區(qū)域時，校正電壓變化緩慢。用這一系列變化的灰階電壓對圖像像素信號所攜帶的不同亮度信息進行賦值，以糾正液晶屏的圖像灰度失真。伽馬校正就是這個矯正過程，相關電路也稱為伽馬校正電路。

本伽馬校正電路設計采用TI公司的BUF16821電源芯片，BUF16821提供16個可編程的GAMMA通道和2個可編程VCOM通道，所有通道都提供軌到軌的輸出且支持I2C接口編程。生成的GAMMA和VCOM值可以存儲在芯片的非易失性存儲器上。BUF16821支持多達16個的片上存儲器的寫操作。

伽馬校正電路如圖5所示，GAMA1-GAMA10提供GAMMA電壓，VCOM提供Vcom電壓，電壓值可通過I2C寫入芯片，并存儲在入芯片的非易失性存儲器。

2.3 時序控制電路設計

時序控制電路主要由一片專業(yè)TCON處理芯片構成。該電路把前端送來的LVDS信號經(jīng)過邏輯轉換，產(chǎn)生RSDS圖像數(shù)據(jù)信號，以及后級驅動電路所需的各種控制信號。

LVDS信號包括圖像的RGB基色信號、行同步、場同步信號及時鐘信號，這些信號進入時序控制電路后，RGB基色信號轉換成為RSDS圖像數(shù)據(jù)信號，行、場同步信號轉換轉變成相關控制信號。

時序控制電路采用專業(yè)TCON處理芯片DTC34LN00R，如圖6所示，芯片將由CN1輸入的LVDS視頻信號轉換成液晶屏能顯示的信號，由CN2傳給液晶屏。

3 設計測試結果和顯示效果

按照上述介紹設計出TCON板，設計出TCON板各電壓測試值如表1所示，設計的TCON板安裝在加固顯示器，顯示效果如圖7所示。

4 結論

針對設計加固顯示器時需要對液晶屏的時序控制板重新設計的問題，采用本文介紹的方法，通過選用DC-DC電源芯片產(chǎn)生液晶屏的驅動電壓，選用TCON芯片產(chǎn)生液晶屏的時序控制信號，設計開發(fā)出TCON板，實現(xiàn)液晶屏的驅動功能。TCON板隨加固顯示器進行了高低溫、振動的性能試驗，試驗表明設計能滿足加固顯示的要求。

【參考文獻】

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集成電路工程研究方向范文5

（邯鄲派瑞節(jié)能控制技術有限公司 河北 邯鄲 056000）

【摘 要】本文詳細地綜述了近年來微裝配技術的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀以及其發(fā)展過程中面臨的一些關鍵技術，并對微裝配的發(fā)展進行了展望。

關鍵詞 微機電系統(tǒng)；微裝配；微夾持器；顯微視覺

1. 引言?

（1）自從20世紀80年代以來，微機電系統(tǒng)(MEMS)以飛快的速度發(fā)展成為一個集微型機械、微傳感器、微能源、微致動器、微控制器、微執(zhí)行器、信號處理、智能控制于一體的新興研究領域，如微型藥泵、微傳感器、微驅動器、微加速度計以及其他光電子醫(yī)學器件等。微機電系統(tǒng)(MEMS)如果按照外形尺寸大小可分為：1～10 mm的微小機械，1μm～1 mm的微機械以及1nm～1μm的納米機械。由于具有在狹小空間內(nèi)進行作業(yè)而有不擾亂工作環(huán)境和對象的特點，微機電系統(tǒng)的意義和應用將涉及航空航天、軍事、生物醫(yī)學工程、太空探險、深海探查等諸多領域。如果一旦技術上成熟并形成產(chǎn)業(yè)化，必將對國民經(jīng)濟建設、國防建設乃至社會發(fā)展產(chǎn)生深遠地影響，因此被譽為20世紀十大關鍵技術之首，21世紀最具代表性的技術。?

（2）微機電系統(tǒng)具有體積小、精度高、質量輕、性能穩(wěn)定、可靠性高、能耗低、靈敏性和工作效率高、多功能和智能化、適合大批量生產(chǎn)、制造成本低廉等特點。其基本技術主要有微機械系統(tǒng)設計技術、復雜可動結構微細加工(高深寬比多層微結構加工)、微機械材料、微裝配和封裝、微操作、微測量、微系統(tǒng)的集成與控制、微宏接口等技術。微傳感器、微致動器、微控制器，是微系統(tǒng)的基礎單元。?

（3）隨著微機電系統(tǒng)技術的深入發(fā)展，微機械技術的研究已經(jīng)從基礎研究階段逐步發(fā)展到研制開發(fā)與實用階段，許多微傳感器、微執(zhí)行器和微光學部件已經(jīng)在許多行業(yè)獲得應用。國外也正在從微型機械電子系統(tǒng)向微型光機電系統(tǒng)方向發(fā)展和擴展，在尺寸上會向更微型化電子機械系統(tǒng)逼近。而且，這些微機電系統(tǒng)日趨復雜，其中許多包含了不同的材料或者需要經(jīng)過多種工序來實現(xiàn)。因此，針對微機電系統(tǒng)的微裝配和微操作的研究日益引起國內(nèi)外研究人員的高度重視。

2. 微裝配的國內(nèi)外發(fā)展概況?

（1）微裝配主要指對亞毫米尺寸(通常在幾μm～幾百μm之間)的零部件進行的裝配作業(yè)。目前針對微米級的操作和裝配問題，主要有2種解決方法：一是用帶有超精密控制系統(tǒng)的一般操作手和系統(tǒng)，另一是將操作手微型化。利用集成電路工藝制造微裝配系統(tǒng)是未來發(fā)展的方向，但目前還有許多問題要解決。在傳統(tǒng)的宏觀技術上實現(xiàn)微裝配是目前許多學者研究的內(nèi)容，其系統(tǒng)類型大致分為遠端操作方式和自動操作方式。近年來，越來越多的微裝配領域的學者把注意力放在了自動微裝配系統(tǒng)的研究上。?

（2）鑒于微裝配系統(tǒng)技術的優(yōu)勢和廣闊的發(fā)展前景，各先進的工業(yè)化國家為了維持自身的競爭優(yōu)勢都對微機電系統(tǒng)技術表現(xiàn)出了足夠的重視，紛紛投入巨資開展研究。日本、德國和美國在微裝配系統(tǒng)的研究方面比較突出，已具有一定的成果。它們研制成功的微裝配系統(tǒng)大致可分為2類：一種是基于SEM的裝配系統(tǒng)，另一種是基于傳統(tǒng)光學顯微鏡的裝配系統(tǒng)。前者具有放大倍數(shù)高、焦深大、分辨率高等特點，相比之下是一種理想的裝配方法，但其不足之處是操作復雜且設備昂貴。而后者則有操作簡單，成本低廉等優(yōu)點。美國在微裝配系統(tǒng)的開發(fā)研究方面取得了顯著的進展，他們利用AFM(原子力顯微鏡)和高精度反饋技術，成功地感知了超光滑表面原子級尺寸的凹凸不平，同時還實現(xiàn)了原子遷移，展示了驚人的成就。?

（3）日本東京大學研制的納米機器人是由右腕、左腕和基座三部分組成，是在電子顯微鏡下工作的系統(tǒng)。右腕由壓電元件驅動3軸，左腕由粗動和壓電元件驅動3軸，基座有2軸機構。其使用金剛石刀或用電解的鎢針作為工具，該納米機器人已做過LSI表面的鋁配線切斷實驗。?

（4）日本島津制作所研制的生物細胞微操作器，具有2套三軸粗動、微動的作業(yè)腕。粗動作業(yè)腕由步進電機驅動，微動作業(yè)腕由音圈電機驅動。?

（5）名古屋大學研制在血管中操作的有源導管，利用3個SMA(形狀記憶合金)細絲來控制前端的導向。瑞典Uppsala大學研制的微機器人也是在電子顯微鏡下工作的，該機器人有兩個作業(yè)腕，分別有4個和3個自由度。其工具為針狀的鑷子．利用該機器人已進行了切割200μm硅片、硅片熔接、制作硅單晶微型針等工作。?

（6）我國的微裝配系統(tǒng)的研究工作起步于九十年代初，10多年來，國家自然科學基金委員會、國家科技部、中國科學院、國家教育部、總裝備部和地方立了10余項與MEMs相關的重點和重大課題以及若干面上課題，總投資約1億元人民幣，其中也包括微裝配系統(tǒng)的研究。目前，清華大學、大連理工大學和中國科學院長春光學精密機械研究所、北京大學、上海交通大學、重慶大學、中國科技大學、中國科學院電子所、中國科學院半導體所、南開大學、東南大學、復旦大學、西安交通大學、哈爾濱工業(yè)大學、南京航空航天大學、北京航空航天大學、浙江大學、華中理工大學、中國科學院高能物理研究所、中國科學院力學所、中國科學院物理所、華東師范大學等，在微系統(tǒng)方面開展了微裝配裝置、生物細胞轉基因微操作系統(tǒng)、微型光譜儀、微電泳芯片及細小管道微機器人等研究工作。其中，上海交通大學在成功研制2 mm微動電機的基礎上，自建了一套微型裝配實驗系統(tǒng)，主要是用來提供精密定位裝置的操作平臺；北京航空航天大學機器人研究所利用微機器人對微觀領域的操作技術開展了實驗研究；清華大學精密儀器與機械學系儀器科學與技術研究所自1996年以來從事微裝配技術與系統(tǒng)方面的實驗研究，并取得了一定的成果。這些工作都為真正的微裝配系統(tǒng)的構建奠定了基礎。

3. 微裝配系統(tǒng)的關鍵技術?

隨著微加工技術、顯微技術和集成電路技術的發(fā)展，微裝配的概念發(fā)生了根本性的變化、產(chǎn)品的范圍和應用領域被拓寬，出現(xiàn)了許多新的技術。因此，微裝配技術的發(fā)展是與微機電系統(tǒng)(MEMS)、納米技術等相關技術密切相關。?

3.1 微裝配技術的發(fā)展階段。?

3.1.1 手工裝配。

經(jīng)過特殊培訓的操作技術人員可以手工裝配一些精密的光學和電磁器件。一些小型光纖、用于小型SCM的Electron Columns也在Illinois大學的微工藝應用實驗室手工裝配實現(xiàn)。但隨著零件的更加微形化，公差變得越來越小，手工裝配將受到很大局限。?

3.1.2 自動化的裝配。

為了減小操作者的勞動強度，降低微系統(tǒng)的制造成本，自動化的裝配是一個合適的選擇。例如：使用一個視覺和力混合的機械手在操作桿控制下實現(xiàn)多自由度運動，進行裝配工作。使用自動化裝配不僅使得裝配效率提高，而且可以進行批量裝配，降低裝配成本。微器件就是因為它體積小成本低才有廣闊的發(fā)展前途，因此自動化裝配應該是微裝配的發(fā)展目標。?

3.1.3 微機械手的裝配。

機械手因具有柔性好、操作靈活、能適應各種作業(yè)的特點，被廣泛應用于現(xiàn)代工業(yè)中。微裝配要求較高的定位精度，就必須使得微機械手有高的制造精度，零件的公差必須被限制在納米范圍內(nèi)。目前，使用微機械手以及微機器人進行微裝配是研究的主要方向。?

3.2 微裝配中的視覺技術。?

（1）微裝配的部件尺寸大多在幾μm～幾百μm之間，對于裝配精度的要求就需要提高，通常為亞微米級。由于這個精度要求已經(jīng)超出了一般工業(yè)應用的開環(huán)精密裝配系統(tǒng)的標定精度，那么在微裝配中使用精確的閉環(huán)定位系統(tǒng)是必要的。因此，對于微裝配系統(tǒng)，視覺系統(tǒng)作為其柔性反饋系統(tǒng)，所具備的功能應該能夠滿足裝配的要求。?

（2）目前顯微視覺研究主要集中在大學和科研單位。美國加利福尼亞大學研制了使用AFM的顯微視覺系統(tǒng)進行微裝配中高精度定位研究；美國麻省理工大學利用光聚焦顯微鏡、機器視覺技術和圖象處理開發(fā)了可靠和廉價的MEMS測試系統(tǒng)；德國斯圖加特大學，利用SLM雙目立體成像的特點研究了SLM條紋投影系統(tǒng)；韓國科技學院研發(fā)出三目立體視覺的微機器人，主要應用于微夾持、微裝配和微操作等領域。在國內(nèi)，南京航空航天大學、北京航空航天大學、哈爾濱工業(yè)大學機器人研究所和清華大學都開展了與顯微視覺相關的研究。?

（3）通過目前國內(nèi)外的研究情況來看，顯微視覺的研究方向主要集中在視覺信息獲取和視覺引導、位置和運動的自動控制以及力的傳感和控制。前者是微操作系統(tǒng)的基礎，因此是目前研究的熱點。其研究重點是基于平面顯微圖象的視覺引導和基于立體顯微圖象的視覺引導。?

3.3 微夾持器。?

（1）微裝配過程中微夾持器的合理設計和制造是一個關鍵環(huán)節(jié)。由于微夾持器不僅需要滿足微操作條件下復雜的力不確定性，而且必須具有一定的自由度以滿足各種不同操作。在微夾持器設計上，靈活抓取目標必需的運動學要求、穩(wěn)定和安全抓取的力要求、傳感和驅動方式以及可控性等特點是必須考慮的。?

（2）微夾持器是一種典型的微執(zhí)行機構，它在微機械零件加工、微機械裝配和生物工程等方面部有較好的應用前景，近來發(fā)展十分迅速。目前，按驅動力類型不同，見表1，已經(jīng)研制出靜電力驅動、電磁力驅動、功能材料驅動的種類眾多的微小尺度操作和微小尺寸的夾鉗，其中一些已研究成功，體現(xiàn)出現(xiàn)時和潛在的應用價值。?

（3）微夾持器的制作技術主要有：一是基于傳統(tǒng)工藝技術，如：Shimada等人采用了一種應用傳統(tǒng)工藝制成的單自由度微夾持器；另一是LIGA(Lithographic Galvan forming Ab-formung)技術，如Carrozza等制作了一種以鎳為基，表面覆蓋金的微夾持器厚度只有200μm。該工藝首先使用同步加速器產(chǎn)生的軟X射線，通過掩摸照射在光敏聚合物上留下部件的立體模型，再提高電場將金屬遷移形成金屬結構。在此基礎上又出現(xiàn)了不需要昂貴的同步輻射X光源的準LIGA技術，并且與集成電路工藝有更好的兼容性。?

3.4 微驅動技術。

驅動技術也是微操作和微裝配領域的關鍵技術之一。它不僅要求有非常好的響應特性，而且還有工作空間和部件尺寸的限制。國內(nèi)外研究人員把許多基礎效應和新型材料應用到微驅動和精確定位上，做了大量的工作。如壓電材料、靜電材料、電磁材料以及形狀記憶材料等。目前應用的最廣泛的還是壓電效應技術，如Carrozza等的微夾持器由壓電材料驅動。

4. 微裝配技術發(fā)展展望?

4.1 微裝配技術的研究從90年代初始到現(xiàn)在，已有10余年的時間，并且在這10年里取得了長足的進步，但隨著微細加工技術等半導體集成電路工藝的發(fā)展，微裝配和微操作技術中一些不足之處也將日益顯示。主要在微裝配系統(tǒng)中各個關鍵技術的研究還不夠，如視覺反饋手段、微夾持手的設計、控制以及驅動方式等方面都還有許多問題沒有得到完全解決。微裝配技術研究的最終目標是實現(xiàn)微器件的全自動裝配操作，但到目前為止，這一目標還仍未能實現(xiàn)，其主要原因有以下三方面：

(1)微器件操作的許多關鍵技術還未被完全掌握；(2)微觀領域中出現(xiàn)的特殊現(xiàn)象及其物理機制仍需不斷深入研究探討，如微機械粘附等；(3)簡便、廉價的微器件加工設備沒有得到開發(fā)，這也是由于微裝配技術、策略等多方面因素所致。?

4.2 未來的發(fā)展方向應當是融合微電子、材料、機械、計算機等多學科技術來解決微觀領域的問題。

參考文獻

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集成電路工程研究方向范文6

關鍵詞：天線效應；跳層；反偏二極管

中圖分類號：TP393文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)05-10ppp-0c

1 引言

在ASIC設計流程中，自動布局布線會產(chǎn)生天線效應，造成柵的擊穿。而且設計在檢查中可以通過后仿真驗證，但是流片出來后，會發(fā)現(xiàn)片子已經(jīng)被擊穿，造成流片的失敗。事實上EDA工具在自動布局布線時可以有效的減少天線效應。如在使用Encounter時加載LEF文件，這個LEF文件中除了包含了DRC設計規(guī)則信息外，對于天線效應LEF文件中包含了門的面積、有效摻雜區(qū)面積、比率信息、二極管信息等。工具在布局布線的同時會計算天線效應的產(chǎn)生，并可以通過命令進行修復。在布線資源充足時天線效應問題基本可以自動布線解決。然而在實際設計中，總是想辦法降低成本，減小芯片的面積，布線資源捉襟見肘，總是會產(chǎn)生一些天線，此時我們就可以在布局布線完成后，在版圖編輯工具里對設計進行手工修復。

2 天線效應的產(chǎn)生及計算方法

小尺寸的MOS管的柵極與很長的金屬連線接在一起（圖1所示）。

圖1

在刻蝕過程中，這根金屬線有可能象一根天線一樣收集帶電粒子，升高電位，而且可以擊穿MOS管的柵氧化層，造成器件的失效。這種失效是不可恢復的。不僅是金屬連線，有時候多晶硅也可以充當天線。關于天線原理產(chǎn)生的微觀機制，已經(jīng)有很了很成熟的研究[1,2,3,4] 。

計算天線效應的算法通常都是用與柵相連的金屬線或多晶硅的面積與MOS管柵面積的比值來計算的。可以用下式表示:

ωα/gα

ωα與gα分別為連線的面積和柵的面積；ratio是一個與工藝有關的常數(shù)。例如在文獻[5]中列舉了一種情況，ratio取值為290:1，當這一比值大于ratio時，我們就認為有可能產(chǎn)生天線效應。

在實際應用中，各個EDA工具的算法是不同的。根據(jù)要求和工藝的不同，可以分為TopMostOnly，Cumulative，Sum三種不同的模式。TopMostOnly模式下只考慮頂層金屬的有效面積；Cumulative模式下則是要分別求出頂層金屬和其下層金屬的對柵的比值然后求和；Sum模式下則要把頂層金屬及其以下所有相連的金屬面積求和，再求總的比值。Sum是最保守的算法，太保守就會用掉很多的布線資源，特別是布線資源很緊張的時候這種算法會帶來很多麻煩，一般用芯片生產(chǎn)廠家給出的是TopMostOnly模式。當然在router時可以考慮天線效應，以減少對柵極的破壞，但是這是以犧牲布線時間為代價的[6] 。

3 天線的修復

當在版圖中出現(xiàn)天線效應時可以有跳線和加反偏二極管兩種方法來解決。

3.1 向上跳層

圖2

圖3

連線是修改時多為這種情況。因為布線時較高層的布線資源要比低層的資源豐富，但有時存在天線效應的區(qū)域上層有block阻擋(block內(nèi)部的不允許移動的)，此時可以選擇向下跳層。

3.2 向下跳層

圖3所示的為向下跳層，此方法不常用，因為較低層的資源相對緊張。 通常作為向上跳層的補充。若向上向下都沒有機會跳層，則可以選擇下一種方法。

3.3 加反偏二極管

圖4

注意二極管是反偏的，當電路在工作時，二極管是截止的，不會影響到電路的正常功能；只有當靜電高壓產(chǎn)生時，二極管導通，泄漏電流，保護柵極。

理論上增加柵的大小，和增加柵氧化層的厚度，也是可以防止靜電擊穿的，但現(xiàn)代COMS工藝的趨勢是柵的尺寸越做越小，溝道越來越短，而氧化層厚度通常為溝道的1/50到1/25之間[7]，也就是說增大柵的尺寸和增加氧化層的厚度都是不可能的。所以只有通過切斷與柵相連的互連線，或泄漏電流來實現(xiàn)對天線效應的解決。

4 結束語

可以看出在滿足當前工藝的條件下，要解決天線效應的癥結在于怎樣有效的把薄的柵氧化層和與之相連的互連線斷開。同時隨著CMOS工藝的發(fā)展，天線效應將變得更加突出。通過手工修改版圖的方法將變得更加復雜，這就要求IC設計者在布局布線時合理的設置約束和編寫LEF文件，以求最大限度的解決天線問題。

參考文獻：

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