图书前言

自1947年世界第一只晶体管的发明以及1958年世界第一块集成电路的诞生以来,集成电路技术迅猛发展,推动人类社会快速步入信息时代,如今,其重要性更加为世人瞩目。进入21世纪,我国制定了发展集成电路的各项优惠政策,集成电路产业,特别是集成电路设计业得以飞速发展,设计水平显著提高,产业规模迅速扩大。集成电路设计已成为提升我国自主创新能力、开创信息产业新局面的重要基础。为重点提升我国集成电路设计和制造水平,在2006年颁布的《国家中长期科技发展规划纲要(2006—2020年)》确定的16个重大专项中,专门设立了“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件”和“极大规模集成电路制造技术及成套工艺”两个专项; 同时其他各专项中也大多涉及有关核心自主芯片的内容。

集成电路产业链的建设与完善,特别是设计业的发展,重中之重是人才的需求与培养。为满足我国集成电路产业发展对各类人才的需求,截止到2009年,国家已批准在清华大学、北京大学等20所相关学科基础较好、教学和科研水平较高的高等院校成立国家集成电路人才培养基地,使其成为国内集成电路人才培养的主力军。全国已有了十多个由国家或地方省市成立的集成电路产业化基地,聚集了几百个集成电路设计、制造、封装测试企业,企业需要更多的专业集成电路人才的加盟。为此编写一套相对完整,适合不同层次不同方向人才培养需求,贴近集成电路产业实际的教材成为当务之急。有鉴于此,在清华大学出版社的大力支持下,由国际知名EDA厂商新思科技赞助,国家集成电路人才培养基地专家指导委员会组编,出版了“微电子与集成电路技术丛书”。

本书系此套丛书之一,作为集成电路领域相关专业的一本入门性教材,主要介绍与集成电路设计相关的一些基础知识。本书包括10章,其中第1章绪论,主要介绍半导体芯片的应用、集成电路的基本概念以及设计制造的基本流程和产业发展趋势等内容。第2章集成电路制造,介绍集成电路制造的基本要求、主要制造工艺、工艺评估,并以CMOS工艺为例简介集成电路的基本工艺流程。第3章MOS晶体管,介绍目前应用最广的CMOS集成电路中的基础器件MOSFET的结构与特性,以及集成电路工艺尺寸缩小对MOSFET性能的影响,MOSFET的寄生电容和器件模型等。第4章基本数字集成电路,介绍包括CMOS反相器、典型CMOS组合逻辑电路、CMOS时序逻辑电路、扇入扇出、互联线电容与延迟等内容。第5章模拟集成电路基础,介绍模拟集成电路种类及应用、单管放大电路、多级放大电路、电流源、电压基准源和典型运算放大器等内容。第6章集成电路设计简介,介绍集成电路设计内容与设计规格、集成电路设计策略、VLSI设计流程与集成电路设计挑战。第7章VLSI的EDA设计方法,介绍EDA历史与发展、VHDL与VerilogHDL以及相关设计工具。第8章集成电路版图设计,介绍版图设计规则、全定制版图设计、自动布局布线、版图验证等知识。第9章测试技术,介绍芯片测试意义、测试过程、测试方法等。第10章集成电路封装,介绍传统与现代芯片集成电路封装技术等。

本书的第1~5章和第9章由电子科技大学罗萍教授编写,第6~8章和第10章由天津大学张为副教授编写。本书作者凭借多年的教学和科研经验,针对产业需求,以准确精练的语言,深入浅出、重点突出、通俗易懂地为读者提供集成电路所需的半导体基础理论、设计全流程以及流片制造、封装测试等诸多环节的内容; 为了加深读者的印象,每章后面均配有复习题。本书可作为高等院校集成电路、微电子、电子、通信与信息等专业本科高年级和硕士研究生的教材或相关领域从业人员的参考书籍。

天津大学姚素英教授作为本书的主审,对原稿提出了许多宝贵的修改意见。清华大学微电子学研究所王志华教授在本书的编写过程中多次给予指导; 电子科技大学祝晓辉、吴惠明、张业、李航标、李强和天津大学邢晓辉、沈友宝、姜宇、孟志鹏、宋阳等参加了本书部分文字内容整理、插图绘制和排版工作,在此向他们及其他在本书编辑过程中给予帮助的人们表示衷心的感谢。

集成电路技术发展迅速,加上编者的水平有限,书中难免有不足和错误之处,真诚欢迎读者批评指正。

作者

2010年1月