慕月清 任振華 董武松
摘 要:在科學技術(shù)發(fā)展飛速的今天,模擬電路研究也得到了極大的發(fā)展,一個重要發(fā)展方向便是集成化。但是電路集成化的發(fā)展卻造成了數(shù)字集成電路技術(shù)已經(jīng)相當成熟,而模擬集成電路卻是相對落后,自動化設計水平的限制嚴重阻礙了模擬集成電路的發(fā)展。而市場的需求與政策的支持為模擬集成電路發(fā)展提供了良好發(fā)展機遇,因此需要大力進行模擬電路的研發(fā)工作。
關鍵詞:模擬電路;集成化;自動化;機遇;研發(fā)
一、模擬集成電路研究背景
模擬集成電路的發(fā)展經(jīng)過了一個漫長的過程。在當代,超大規(guī)模集成電路技術(shù)及微電子技術(shù)快速發(fā)展,但目前行業(yè)內(nèi)普遍將主要的設計工作與研究集中在數(shù)字電路領域,并產(chǎn)出了一系列優(yōu)秀成果。這導致模擬集成電路的研究還處于相對落后狀態(tài),對于模擬集成電路cad發(fā)展也處于滯后狀態(tài)。對于大多數(shù)模擬集成電路設計任務而言,沒有采用計算機輔助,而是由相關人員純手工設計完成,對于設計的電路反復進行修改,直到電路符合設計要求并手工繪制版圖。對于如今迅速發(fā)展微電子技術(shù)的趨勢來說,傳統(tǒng)設計方法效率極其低下,無法適應自動化電子時代的發(fā)展,當前模擬集成電路的發(fā)展要擺脫傳統(tǒng)手工設計,要利用計算機輔助設計模擬集成電路實現(xiàn)自動化過程,這樣才能打破模擬集成電路的限制。
二、模擬集成電路的設計需求及特征
模擬集成電路種類很多,對其設計要求也不大相同。隨著工藝水平的不斷提高,對器件生產(chǎn)的效率,速度,精度也都有了更大的要求。目前模擬集成電路采用的是全定制,自底向上的設計方法.全定制設計十分落后,效率低,不能滿足如今企業(yè)的生產(chǎn)要求。對于一些企業(yè)來說,他們急迫需要提高模擬集成電路的設計效率,來滿足日益模擬集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。模擬電路發(fā)展滯后,目前大量進行的是器件參數(shù)優(yōu)化。巨大的市場需求使產(chǎn)業(yè)對EDA工具,F(xiàn)oundry,IC模擬這些技術(shù)的改善更加迫切。
模擬電路設計過程復雜,其特征主要是有以下方面:(1)抗干擾性差。對于模擬集成電路設計的而言,溫度是首要考慮的條件。溫度對于模擬集成電路的影響是十分大的。同一個信號,在不同溫度下通過模擬集成電路會產(chǎn)生十分明顯的不同,導致信號的失真。工藝參數(shù)和不同的加工方法對于模擬集成電路技術(shù)影響同樣十分重大,不同工藝參數(shù)和加工方法做出的電路的精度差距十分大,對于信號的識別會產(chǎn)生嚴重的影響。(2)性能結(jié)構(gòu)抽象表述困難。數(shù)字集成電路有“0”和“1”兩個變量,可以方便表達出數(shù)字集成電路的性能。但對于模擬集成電路而言,并沒有統(tǒng)一的表述方法,也即是說,表達模擬集成電路的方法很多,但是沒有一個統(tǒng)一的,業(yè)界公認表述模擬集成電路的性能的指標。并且模擬集成電路的設計層次沒有數(shù)字電路那樣明顯的設計層次,導致模擬電路的設計標準并不能十分統(tǒng)一起來。(3)性能指標繁雜。描述模擬集成電路的性能指標非常多,而且很難給出完整的性能指標。在一組性能指標的條件下,一般有多個電路符合要求,但對每一個電路而言,他們的最佳又是在一定范圍內(nèi)的最佳,沒有任何電路對所有指標在所有范圍內(nèi)最佳。
三、模擬集成電路自動化的重要性
模擬集成電路目前大多應用與電子信息產(chǎn)業(yè),與我們的生活息息相關。盡管現(xiàn)在數(shù)字電路技術(shù)發(fā)展較好,但許多工業(yè)領域僅僅靠數(shù)字電路技術(shù)根本無法實現(xiàn),必須結(jié)合模擬電路技術(shù)。模擬集成電路具有其自身獨有的優(yōu)勢而當前我國模擬電路技術(shù)發(fā)展處于滯后狀態(tài)。低效率的模擬集成電路的發(fā)展阻礙了集成電路的整體發(fā)展,我們應在政策支持與創(chuàng)新的共同努力下,通過技術(shù)的自動化創(chuàng)新促進模擬集成電路的自動化發(fā)展進程。不斷改善其設計工藝與方法,使其更好發(fā)揮自身優(yōu)勢與數(shù)字電路共同促進電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。當今電子產(chǎn)品不斷推陳出新正是模擬集成電路的影響,模擬技術(shù)促進了整個電子信息工業(yè)的不斷發(fā)展。美國半導體工業(yè)協(xié)會的市場統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示在未來模擬市場發(fā)展將超越數(shù)字市場。這恰恰證明了加速發(fā)展模擬集成電路的重要性。
四、結(jié)語
本文根據(jù)集成電路的發(fā)展趨勢,指出了模擬電路在新階段仍然存在的一些問題,表明了模擬集成電路自動化研究的迫切。模擬集成電路設計的主要特征,包括抗干擾性能差,性能表述困難且性能指標繁雜在本文中也有所體現(xiàn)。這些都制衡了模擬集成電路的發(fā)展,造成了數(shù)字集成電路的發(fā)展遠遠超過模擬集成電路,模擬集成電路發(fā)展落后的現(xiàn)象亟待改變。
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