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| 編輯推薦： |
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本书遵循教指委相关指导文件和高等院校学生学习规律编写而成。芯片版图设计经典图书。
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| 內容簡介： |
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本书聚焦CMOS模拟集成电路版图设计领域，从版图的基本概念、设计方法和EDA工具入手，循序渐进介绍了CMOS模拟集成电路版图规划、布局、设计到流片的全流程。详尽介绍了目前主流使用的模拟集成电路版图设计和验证工具---Cadence IC 617与Siemens EDA Calibre Design Solutions (Calibre)。介绍了Calibre DRC、LVS规则的基本语法，同时展示了运算放大器、带隙基准源、低压差线性稳压源、模数转换器等典型模拟集成电路版图的设计实例。并结合实例对LVS验证中的典型案例进行了归纳和总结。最后对集成电路设计使用的工艺设计工具包内容及参数化单元建立方法进行了讨论。 本书通过结合基础、工具和设计实践，由浅入深，使读者深刻了解CMOS模拟集成电路版图设计和验证的规则、流程和基本方法，对于进行CMOS模拟集成电路学习的本科、研究生以及本领域工程师，都会起到有益的帮助。
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| 關於作者： |
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陈铖颖，男，厦门理工学院教授，作为科研骨干和项目负责人参与了中科院知识创新工程“C/L双波段卫星导航系统”，“ 16bit 300K sigma-delta AD模数转换器” 、02国家重大专项“面向FPGA芯片的抗辐照加固技术研究 ”和“0.35um SOI工艺单元库建设”、中科院知识创新重大专项“多传感器集成与节点核心芯片研发”、863课题“面向医用集成电路的极低功耗数字信号处理器及电路实现关键技术研究 ”、“磁隧道结生物传感器检测技术研究 ”及973课题“基于碳纳米管的无掺杂高性能CMOS器件和集成电路研究”等多次科研项目的研究与设计工作，取得多项成果。近年来发表文章16篇，申请国内外专利13项，其中已授权专利6项，出版专业书籍3本。具有扎实的理论基础、丰富的模拟集成电路设计经验及项目组织协调能力，在半导体工艺、电路设计开发领域积累了丰富的经验和学术研究成果。
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| 目錄：
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第3版前言
第2版前言
第1版前言
第1章先进集成电路器件1
1.1概述1
1.2平面全耗尽绝缘衬底上硅(FD-SOI ）MOSFET3
1.2.1采用薄氧化埋层的原因4
1.2.2超薄体中的二维效应6
1.3FinFET9
1.3.1三栅以及双栅FinFET10
1.3.2实际中的结构选择16
1.4碳基晶体管16
1.4.1碳纳米管17
1.4.2碳纳米管场效应晶体管18
1.5版图相关效应22
1.5.1阱邻近效应22
1.5.2浅槽隔离应力效应23
1.6基于gm/ID的设计方法28
1.6.1模拟集成电路的层次化设计29
1.6.2gm/ID设计方法所处的地位29
1.6.3gm/ID设计方法的优势30
1.6.4基于Vov的设计方法31
1.6.5gm/ID设计方法详述34
1.6.6基于gm/ID的设计实例36
第2章CMOS模拟集成电路版图基础38
2.1CMOS模拟集成电路设计流程38
2.2CMOS模拟集成电路版图定义40
2.3CMOS模拟集成电路版图设计流程41
2.3.1版图规划42
2.3.2版图设计实现43
2.3.3版图验证44
2.3.4版图完成45
2.4版图设计通用规则45
2.5版图布局47
2.5.1对称约束下的晶体管级布局47
2.5.2版图约束下的层次化布局49
2.6版图布线52
2.7CMOS模拟集成电路版图匹配设计55
2.7.1CMOS工艺失配机理55
2.7.2元器件版图匹配设计规则57
第3章Cadence Virtuoso 6.1.7 版图设计工具59
3.1Cadence Virtuoso 6.1.7 界面介绍59
3.1.1Cadence Virtuoso 6.1.7 CIW界面介绍60
3.1.2Cadence Virtuoso 6.1.7 Library Manager界面介绍64
3.1.3Cadence Virtuoso 6.1.7 Library Path Editor操作介绍76
3.1.4Cadence Virtuoso 6.1.7 Layout Editor界面介绍82
3.2Virtuoso基本操作103
3.2.1创建圆形103
3.2.2创建矩形104
3.2.3创建路径105
3.2.4创建标识名105
3.2.5调用器件和阵列106
3.2.6创建接触孔和通孔107
3.2.7创建环形图形108
3.2.8移动命令109
3.2.9复制命令109
3.2.10拉伸命令110
3.2.11删除命令111
3.2.12合并命令111
3.2.13改变层次关系命令112
3.2.14切割命令113
3.2.15旋转命令114
3.2.16属性命令114
3.2.17分离命令115
3.2.18改变形状命令116
3.2.19版图层扩缩命令117
第4章Siemens EDA Calibre版图验证工具118
4.1Siemens EDA Calibre版图验证工具简介118
4.2Siemens EDA Calibre版图验证工具调用118
4.2.1采用内嵌在Cadence Virtuoso Layout Editor的工具启动118
4.2.2采用Calibre图形界面启动120
4.2.3采用Calibre查看器启动121
4.3Siemens EDA Calibre DRC验证122
4.3.1Calibre DRC验证简介122
4.3.2Calibre Interactive nmDRC 界面介绍124
4.3.3Calibre nmDRC验证流程举例129
4.4Siemens EDA Calibre nmLVS验证137
4.4.1Calibre nmLVS验证简介137
4.4.2Calibre nmLVS界面介绍137
4.4.3Calibre LVS验证流程举例146
4.5Siemens EDA Calibre寄生参数提取(PEX)153
4.5.1Calibre PEX验证简介153
4.5.2Calibre PEX界面介绍154
4.5.3Calibre PEX流程举例161
第5章Calibre验证文件168
5.1基本概念168
5.2DRC基础174
5.3尺寸规则检查184
5.4基于多边形的规则检查196
5.5基于边沿和错误的规则检查213
5.6LVS基础218
5.7建立连接关系221
5.8器件检查229
第6章CMOS模拟集成电路版图设计与验证流程232
6.1设计环境准备232
6.2单级跨导放大器电路的建立和前仿真235
6.3跨导放大器版图设计242
6.4跨导放大器版图验证与参数提取247
6.5跨导放大器电路后仿真259
6.6输入输出单元环设计265
6.7主体电路版图与输入输出单元环的连接270
6.8导出GDSII文件274
第7章运算放大器的版图设计278
7.1运算放大器基础278
7.2运算放大器的基本特性和分类279
7.2.1运算放大器的基本特性279
7.2.2运算放大器的性能参数280
7.2.3运算放大器的分类283
7.3单级折叠共源共栅运算放大器的版图设计287
7.4两级全差分密勒补偿运算放大器的版图设计291
7.5电容—电压转换电路版图设计295
第8章带隙基准源与低压差线性稳压器的版图设计301
8.1带隙基准源的版图设计301
8.1.1带隙基准源基本原理301
8.1.2带隙基准源版图设计实例306
8.2低压差线性稳压器的版图设计310
8.2.1低压差线性稳压器的基本原理310
8.2.2低压差线性稳压器版图设计实例312
第9章模—数转换器版图设计316
9.1性能参数316
9.1.1静态参数316
9.1.2动态特性318
9.1.3功耗指标320
9.1.4抖动320
9.2模—数转换器的结构及版图设计321
9.2.1快闪型模—数转换器（Flash ADC）321
9.2.2快闪型模—数转换器版图设计324
9.2.3流水线模—数转换器(Pipelined ADC)基础329
9.2.4流水线模—数转换器版图设计336
9.2.5逐次逼近模—数转换器（Successive Approximation ADC ）337
9.2.6逐次逼近模—数转换器版图设计342
9.2.7Sigma-delta模—数转换器344
9.2.8Sigma-delta调制器版图设计358
9.2.9两步式单斜率模—数转换器360
9.2.10两步式单斜率模—数转换器版图设计390
9.3混合信号集成电路版图设计396
第10章标准输入输出单元库版图设计399
10.1标准输入输出单元库概述399
10.1.1标准输入输出单元库基本性能参数399
10.1.2标准输入输出单元库分类400
10.2输入输出单元库基本电路结构401
10.2.1数字双向模块基本电路结构402
10.2.2模拟输入输出模块基本电路结构406
10.2.3电源与地模块基本电路结构406
10.2.4切断单元与连接单元407
10.3输入输出单元库版图设计408
10.3.1数字输入输出单元版图设计408
10.3.2模拟输入输出单元的制作416
10.3.3焊盘（PAD）的制作418
第11章Calibre LVS常见错误解析421
11.1LVS错误对话框（RVE对话框）421
11.2误连接427
11.3短路428
11.4断路429
11.5违反工艺原理429
11.6漏标432
11.7元件参数错误433
第12章工艺设计工具包（PDK）434
12.1PDK概述434
12.2输入输出单元库436
12.3模拟PDK文件包439
12.4逻辑PDK文件包441
12.5工艺设计工具包开发简述441
参考文献443
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| 內容試閱：
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进入21世纪以来，CMOS（互补金属氧化物半导体）工艺仍是模拟、逻辑集成电路的主流工艺，并突破摩尔定律，向着纳米级继续发展。作为集成电路最为经典的设计形式，CMOS模拟电路在当今快速发展的技术革新中依然占据着不可动摇的地位。而其中的模拟集成电路版图设计与验证，又是电路设计到物理实现的关键环节。
与数字集成电路版图主要依据工具实现不同，模拟集成电路版图主要依靠设计者手动实现，设计者的技术水平和产业经验都是一款芯片成败的关键因素。因此本书依托Cadence IC 6.1.7版图设计工具和Siemens EDA Calibre Design Solutions (Calibre)验证工具，从模拟集成电路版图的基本概念、方法、验证规则入手，通过运算放大器、带隙基准源、低压差线性稳压源、模—数转换器等典型模拟集成电路版图的设计实例，向读者介绍模拟集成电路版图设计的理论基础和实用设计方法，以供从事CMOS模拟集成电路版图设计的读者参考讨论之用。
本书内容主要分为6部分，共12章内容：
第1章首先介绍了目前快速发展的先进集成电路器件的理论知识，包括纳米级FinFET（鳍式场效应晶体管）、FD-SOI（全耗尽绝缘衬底上硅）和碳基晶体管的特点和物理特性。分析了先进工艺节点中的版图相关效应及解决方案；同时对模拟集成电路中的gm/ID设计方法进行了详细分析。
第2章重点讨论CMOS模拟集成电路设计的基本流程、模拟版图定义，之后分小节讨论CMOS模拟集成电路版图的概念、设计、验证流程、布局和布线准则以及通用的设计规则。
第3～6章详细介绍了Cadence IC 6.1.7版图设计工具、Siemens EDA Calibre版图验证工具、DRC/LVS规则语法定义、验证文件，以及完整的CMOS模拟集成电路版图设计、验证流程。
第7～10章介绍运算放大器、带隙基准源、低压差线性稳压器、模—数转换器、标准输入输出单元库等基本模拟电路版图规划、布局，以及设计的基本方法。
第11章对Siemens EDA Calibre LVS中验证的常见问题进行了归纳和总结，希望帮助读者快速掌握版图验证的基本分析技巧。
第12章对集成电路设计所使用的工艺设计工具包进行了介绍和讨论，分析了所包含的规则文件和器件模型。
本书内容详尽丰富，具有较强的理论性和实践性。本书由厦门理工学院光电与通信工程学院陈铖颖老师主持编写，北京邮电大学陈黎明老师、北京大学蒋见花老师和北京理工大学王兴华老师共同编写完成。其中蒋见花老师完成了第1章的编写，王兴华老师完成了第2章的编写，陈铖颖老师完成了第3～11章的编写，陈黎明老师完成了第12章的编写。同时感谢厦门理工学院微电子学院陈智峰、张植潮、高杰同学在查找资料、文档整理、文稿审校方面付出的辛勤劳动，正是有了大家的共同努力，才使本书得以顺利完成。
本书受到厦门市重大科技计划项目（3502Z20221022）和厦门理工学院教材建设基金资助；并被列入福建省“十四五”普通高等教育本科规划教材。
由于本书涉及器件、电路、版图设计等多个方面的内容，受时间和编者水平限制，书中难免存在不足和局限，恳请读者批评指正。
编者
2025年2月
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