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集成電路發(fā)展路徑范文第1篇

關(guān)鍵詞：電力技術(shù)服務(wù)行業(yè)；電力行業(yè)；集群化發(fā)展；成長路徑；政府支持

中圖分類號：F270 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）33-0001-04

電力技術(shù)服務(wù)行業(yè)是針對電力行業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行多維度技術(shù)服務(wù)的綜合性行業(yè)。它包涵除電力設(shè)備制造之外，與電力系統(tǒng)有關(guān)的所有服務(wù)活動，如電力系統(tǒng)檢修、電力系統(tǒng)調(diào)試、電力系統(tǒng)設(shè)計、電力系統(tǒng)建設(shè)、電力系統(tǒng)監(jiān)理、電力系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)、工業(yè)系統(tǒng)防雷、電力系統(tǒng)科研、智能輔助產(chǎn)品、電力系統(tǒng)管理咨詢等細(xì)分服務(wù)領(lǐng)域。電力技術(shù)服務(wù)行業(yè)是在2002年電力行業(yè)市場化改革后逐步興起的，并將隨著新一輪市場化改革呈現(xiàn)爆發(fā)式增長態(tài)勢。但當(dāng)前，該行業(yè)電力技術(shù)服務(wù)供應(yīng)商普遍存在“小”、“散”、“亂”的發(fā)展瓶頸，阻礙行業(yè)的進(jìn)一步成長。集群化發(fā)展則是突破上述瓶頸，迅速壯大產(chǎn)業(yè)的成長路徑。集群化是指同一產(chǎn)業(yè)、相關(guān)產(chǎn)業(yè)和支持產(chǎn)業(yè)的眾多中小企業(yè)在地理空間與經(jīng)濟(jì)空間的集聚。它是一種介于企業(yè)和市場之間的產(chǎn)業(yè)組織形式。這種組織形式能夠在保持中小企業(yè)獨(dú)立性的基礎(chǔ)上，將競爭從單個企業(yè)提升到了整個企業(yè)集群，實(shí)現(xiàn)中小企業(yè)靈活性與集群網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的有機(jī)結(jié)合，從而兼具有規(guī)模經(jīng)濟(jì)與市場靈活性，產(chǎn)生極大的競爭能力。

1 可能性：電力技術(shù)服務(wù)行業(yè)需求快速擴(kuò)大

1.1 電力技術(shù)服務(wù)需求隨經(jīng)濟(jì)增長而不斷擴(kuò)大

電力技術(shù)服務(wù)可以分為兩大類：一是電力系統(tǒng)設(shè)計、建設(shè)、監(jiān)理與試驗(yàn)，與電力行業(yè)的增幅緊密相關(guān)；二是電力系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)、調(diào)試、檢修，與電力行業(yè)的存量緊密相關(guān)。電力行業(yè)的增幅可以用國家每年的電熱固定投資衡量，而電力行業(yè)的存量則可以用每年的發(fā)電量衡量，兩者均受到當(dāng)年經(jīng)濟(jì)整體環(huán)境高度影響。

增長趨勢上，經(jīng)濟(jì)增速、電熱固定投資與發(fā)電量高度一致。波動形態(tài)上，經(jīng)濟(jì)增速與發(fā)電量基本平行，而電熱固定投資波幅更大。兩者結(jié)合，隨著中國經(jīng)濟(jì)長期中高速運(yùn)行，電力技術(shù)服務(wù)行業(yè)市場潛力巨大，且具有一定的抗波動能力。

表1 國內(nèi)生產(chǎn)總值、電熱固定投資與發(fā)電量增長的相互關(guān)系

年份 國內(nèi)生產(chǎn)總值 電熱固定資產(chǎn)投資 發(fā)電量

名義值/

億元 增幅/% 名義值/

億元 增幅/% 實(shí)際值/億

千瓦小時 增幅/%

2003 135823 ―― 3304.82 ―― 19105.8 ――

2004 159878 17.71 4854.41 46.89 22033.1 15.32

2005 184937 15.67 6503.2 33.96 25002.6 13.48

2006 216314 16.97 7274.27 11.86 28657.3 14.62

2007 265810 22.88 7906.52 8.69 32815.5 14.51

2008 314045 18.15 9023.66 14.13 34668.8 5.65

2009 340903 8.55 11139.1 23.44 37146.5 7.15

2010 401513 17.78 11356.4 1.95 42071.6 13.26

2011 473104 17.83 11603.5 2.18 47130.2 12.02

2012 519470 9.80 12948 11.59 49378 4.77

數(shù)據(jù)來源：國家統(tǒng)計局

1.2 電力技術(shù)服務(wù)需求隨市場化改革而不斷擴(kuò)大

改革開放以來，市場化是中國經(jīng)濟(jì)體制改革的根本路徑。我國通過逐步擴(kuò)大市場在電力系統(tǒng)資源配置中的作用，深化電力體制改革，打破垂直一體化的壟斷體制，不斷放開競爭環(huán)節(jié)培育市場主體。2002年國務(wù)院《電力體制改革方案》，建立了我國電力行業(yè)市場化改革的頂層設(shè)計。但直至今日，我國電力行業(yè)改革仍停留在第二階段主輔分離的第三小步，也就是主多分離。十八屆三中全會以后，經(jīng)濟(jì)體制改革進(jìn)入市場決定資源配置的新階段，電力行業(yè)市場化改革將重啟，主輔分離進(jìn)一步向主多分離深入，也就是徹底實(shí)現(xiàn)主業(yè)與多經(jīng)公司的分離。

表2 電力體制改革主要路徑

改革目標(biāo)：

發(fā)揮市場作用，構(gòu)建政企分開、公平競爭、開放有序、

健康發(fā)展的電力市場體系。

第一階段改革：廠網(wǎng)分開

將國家電力公司管理的資產(chǎn)按照發(fā)電和電網(wǎng)兩類業(yè)務(wù)劃分，并分別進(jìn)行資產(chǎn)重組。原國家電力公司擁有的發(fā)電資產(chǎn)，設(shè)立五大發(fā)電企業(yè)，中國華能集團(tuán)、中國大唐集團(tuán)、中國華電集團(tuán)、中國國電集團(tuán)、中國電力投資集團(tuán)，由國務(wù)院分別授權(quán)經(jīng)營。原國家電力公司擁有的電網(wǎng)資產(chǎn)，組成國家電網(wǎng)公司和南方電網(wǎng)公司。

第二階段改革：主輔分離

對電力系統(tǒng)所擁有的輔業(yè)務(wù)單位和“三產(chǎn)”、

多種經(jīng)營企業(yè)進(jìn)行調(diào)整重組。

第一小步：電網(wǎng)企業(yè)經(jīng)營主業(yè)以外的業(yè)務(wù)要報國家

有關(guān)部門批準(zhǔn)，并分開核算。

第二小步：電力系統(tǒng)內(nèi)部的醫(yī)療和教育單位實(shí)行

屬地化管理，從電力系統(tǒng)剝離。

第三小步：電力設(shè)計、修造、施工等多種經(jīng)營企業(yè)

與電網(wǎng)企業(yè)脫鉤，放開市場。

第三階段改革：輸配分開

將輸電和配電環(huán)節(jié)從資產(chǎn)、財務(wù)和人事上分拆，輸電環(huán)節(jié)由電網(wǎng)管理，售電環(huán)節(jié)將地方供電局改組為多個獨(dú)立的法人實(shí)體，輔之以購電大戶與電廠簽訂直供合同，把配電網(wǎng)的建設(shè)運(yùn)行下放到地方。核心點(diǎn)在于成本核算和利益分割。電網(wǎng)企業(yè)不再壟斷下游配電市場，只負(fù)責(zé)電力運(yùn)輸，下游市場有大量配電公司市場競爭。

第四階段改革：競價上網(wǎng)

在區(qū)域設(shè)置一個或數(shù)個電力調(diào)度交易中心，由區(qū)域電網(wǎng)公司負(fù)責(zé)管理。電力調(diào)度交易中心間實(shí)行市場開放。將電價劃分為上網(wǎng)電價、輸電電價、配電電價和終端銷售電價。上網(wǎng)電價由國家制定的容量電價和市場競價產(chǎn)生的電量電價組成；輸、配電價由政府確定定價原則；銷售電價以上述電價為基礎(chǔ)形成，建立與上網(wǎng)電價聯(lián)動的機(jī)制。發(fā)電企業(yè)向較高電壓等級或較大用電量的用戶和配電網(wǎng)直接供電。

資料來源：2002年國務(wù)院5號文件《電力體制改革方案》

主多分離將為電力技術(shù)服務(wù)市場的進(jìn)一步發(fā)展提供新的機(jī)遇。一是服務(wù)由傳統(tǒng)電力系統(tǒng)內(nèi)部完成，轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛲獠繉I(yè)公司委托完成。電力技術(shù)服務(wù)不再是由電力系統(tǒng)內(nèi)部完成，而是實(shí)現(xiàn)專業(yè)化。二是服務(wù)由內(nèi)部關(guān)聯(lián)交易模式，轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)市場模式。電力技術(shù)服務(wù)不再由于電力公司人、財、物關(guān)聯(lián)企業(yè)壟斷，而是打破市場壟斷。三是服務(wù)由區(qū)域性市場，轉(zhuǎn)變?yōu)槿珖允袌觥ｋ娏夹g(shù)服務(wù)不再是只有當(dāng)?shù)仄髽I(yè)承擔(dān)，而是面向全國企業(yè)招標(biāo)，打破區(qū)域壁壘。四是服務(wù)由點(diǎn)狀模式，轉(zhuǎn)變?yōu)殒湢钅Ｊ健ｋ娏夹g(shù)服務(wù)的內(nèi)容，不再是由不同企業(yè)承擔(dān)，而是由一家企業(yè)總包，由該企業(yè)承擔(dān)多項業(yè)務(wù)，人、財、物實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)的鏈?zhǔn)搅鬓D(zhuǎn)。原有的多經(jīng)企業(yè)憑借關(guān)聯(lián)交易占有大量的電力技術(shù)服務(wù)市場，成本高而利潤厚。隨著主多分離的真正完成，多經(jīng)企業(yè)將不再占據(jù)競爭優(yōu)勢，這一部分市場將被釋放。

2 必要性：突破電力技術(shù)服務(wù)行業(yè)的供給瓶頸

2.1 發(fā)揮規(guī)模效應(yīng)破解電力技術(shù)服務(wù)供應(yīng)商“小”的瓶頸

當(dāng)前電力技術(shù)服務(wù)供應(yīng)商規(guī)模普遍較小，這是由兩點(diǎn)原因造成的：一是電力行業(yè)市場化改革至今不過十余年時間，技術(shù)服務(wù)供應(yīng)商成長時間較短，積累有限。二是電力技術(shù)服務(wù)企業(yè)屬輕資產(chǎn)技術(shù)密集型，擴(kuò)張存在兩大制約：物質(zhì)資本的制約。由于該行業(yè)通常先墊資再收款，現(xiàn)金流對于企業(yè)擴(kuò)大規(guī)模極為重要，但是，一方面，供應(yīng)商多為輕資產(chǎn)，不具備從銀行貸款所需要的抵押品，另一方面，資金周轉(zhuǎn)期限長，民間借貸的資金成本過高，難以承擔(dān)；人力資本的制約。電力技術(shù)服務(wù)行業(yè)對具有專業(yè)素養(yǎng)和技能的工程技術(shù)人員需求極高，但是這種人力資本的培養(yǎng)周期很長，從助理工程師、工程師到高級工程師，通常需要十五年以上的時間才能完成，其培養(yǎng)的時間與費(fèi)用不是小型企業(yè)所能承擔(dān)的。缺乏資金與人才致使企業(yè)無法快速擴(kuò)張，這反過來又進(jìn)一步限制了資金與人才的來源，陷入瓶頸。

電力技術(shù)服務(wù)的集群化發(fā)展則可以通過發(fā)揮規(guī)模效應(yīng)突破上述瓶頸：一是可以有效解決資金問題。一方面，對于輕資產(chǎn)的技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)而言，集群化發(fā)展可以有效分解占用大量資金的固定資產(chǎn)投入。不僅電力設(shè)計、試驗(yàn)、維修、建設(shè)過程中所需要的大型儀器設(shè)備、車輛可以統(tǒng)一購買、調(diào)配，共同使用；會議室、打印室、車庫、庫房等企業(yè)必備設(shè)施也可以共建、共用，以節(jié)約資金。另一方面，單個企業(yè)規(guī)模產(chǎn)值小、破產(chǎn)風(fēng)險高、還款能力弱，很難從銀行獲取借款。而對于產(chǎn)業(yè)集群整體，不僅規(guī)模產(chǎn)值大、風(fēng)險得到分解，資金收還期限不同使企業(yè)的整體還款能力亦強(qiáng)，能夠以較低成本獲得融資。二是可以有效解決人才問題。一方面，各企業(yè)招投標(biāo)所規(guī)定的建設(shè)周期不同、忙閑時間有異，一些技術(shù)專家能夠錯開時間解決不同企業(yè)的項目難題，從而最有效地利用人力資本。同時，企業(yè)間也能夠進(jìn)一步專業(yè)化分工。試驗(yàn)?zāi)芰?qiáng)的企業(yè)以試驗(yàn)服務(wù)為主，建設(shè)能力強(qiáng)的企業(yè)則以工程建設(shè)為主，共同為服務(wù)單位提供一攬子電力系統(tǒng)解決方案。另一方面，通過集群化發(fā)展，對電力技術(shù)類、金融服務(wù)類、行政管理類人力資本的需求密度增加，更容易建立相應(yīng)的勞動力市場平臺，并同有關(guān)院校建立智力合作機(jī)制。

2.2 塑造集群品牌破解電力技術(shù)服務(wù)供應(yīng)商“散”的瓶頸

電力技術(shù)服務(wù)行業(yè)市場涵蓋面廣，囊括全國各地的發(fā)電、輸配電與用電企業(yè)。因此，隨著電力行業(yè)的市場化改革，技術(shù)服務(wù)供應(yīng)商如雨后春筍般在全國各地出現(xiàn)，以所在市、所在省或鄰近省作為業(yè)務(wù)范圍。這種“散”的特征嚴(yán)重制約了行業(yè)發(fā)展。因?yàn)樗鼧O大增加了交易費(fèi)用，而后者又將抑制市場發(fā)展。科斯最早提出交易費(fèi)用的概念。他認(rèn)為交易費(fèi)用應(yīng)包括度量、界定和保障產(chǎn)權(quán)的費(fèi)用；發(fā)現(xiàn)交易對象和交易價格的費(fèi)用；討價還價、訂立合同的費(fèi)用；督促契約條款嚴(yán)格履行的費(fèi)用。而交易費(fèi)用的高低將決定市場范圍大小，從而制約專業(yè)化分工的程度。電力技術(shù)服務(wù)供應(yīng)商的分散，導(dǎo)致尋找交易對象、比較交易價格、監(jiān)督交易協(xié)定的成本高昂，這必然降低市場交易的容量。當(dāng)前交易協(xié)定更多依靠熟人推薦達(dá)成。

建立電力技術(shù)服務(wù)的產(chǎn)業(yè)集群，可以通過塑造集群品牌實(shí)現(xiàn)交易的集中化，降低交易費(fèi)用，從而突破“散”的瓶頸：

一是塑造集群品牌可以降低單個企業(yè)的營銷成本。面對全國市場，作為輕資產(chǎn)企業(yè)的單個電力技術(shù)服務(wù)供應(yīng)商難以實(shí)現(xiàn)品牌宣傳的全覆蓋。但在產(chǎn)業(yè)集群中，單個企業(yè)所承擔(dān)的宣傳成本是很小的。二是塑造集群品牌可以延長品牌效應(yīng)的持續(xù)性。中小企業(yè)生命周期短，需遵循優(yōu)勝劣汰的競爭規(guī)律。作為中小技術(shù)密集型企業(yè)，總會存在違約的情況，甚至“死亡率”也是相當(dāng)高的。而產(chǎn)業(yè)集群的生命周期比單個企業(yè)長得多，集群品牌要比單個企業(yè)的品牌持久得多。且集群內(nèi)部的相對競爭也有利于集群品牌的保持。因此，集群品牌對產(chǎn)業(yè)內(nèi)的企業(yè)是寶貴的無形資產(chǎn)。三是塑造集群品牌可以實(shí)現(xiàn)社會網(wǎng)絡(luò)復(fù)合化。每一家電力技術(shù)服務(wù)供應(yīng)商均存在因地緣關(guān)系、血緣關(guān)系與業(yè)務(wù)關(guān)系而長期磨合形成的分工協(xié)作網(wǎng)絡(luò)。產(chǎn)業(yè)集群可以實(shí)現(xiàn)各企業(yè)的供應(yīng)商、營銷渠道、目標(biāo)客戶所構(gòu)成社會網(wǎng)絡(luò)的相互聯(lián)通，進(jìn)而形成一個龐大的產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)。集群企業(yè)可以通過這一關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)信息資本與社會資本在集群內(nèi)的共同分享。

2.3 建立信用平臺破解電力技術(shù)服務(wù)供應(yīng)商“亂”的瓶頸

電力技術(shù)服務(wù)行業(yè)存在大量信息不對稱，這將影響到這一產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。一是作為技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，該行業(yè)專業(yè)性強(qiáng)，較易通過偷工減料、欺詐誤導(dǎo)獲得高額利潤。一些技術(shù)服務(wù)供應(yīng)商以極低價格獲取工程，不顧安全隱患節(jié)約成本，造成劣幣驅(qū)逐良幣，壓縮了行業(yè)內(nèi)正規(guī)企業(yè)的成長空間。二是作為市場化改革尚未完成的產(chǎn)業(yè)，行業(yè)存在憑借行政權(quán)力市場化運(yùn)作獲取高額利潤的情況。一些供電局的員工或員工的“聯(lián)系人”，在體制以外獲取工程的情況時有發(fā)生。一個典型的例子就是供電企業(yè)對電力客戶招標(biāo)承攬工程單位時的“三指定”現(xiàn)象，即指定工程設(shè)計單位、指定施工隊伍、指定設(shè)備材料。這侵害了客戶選擇工程承攬單位的自，形成市場壟斷，并最終影響到電力技術(shù)服務(wù)供應(yīng)的數(shù)量與效率。

從經(jīng)濟(jì)地理學(xué)的角度來看，中小企業(yè)集群化不僅是地理空間上相互靠近，更通過行業(yè)內(nèi)的頻繁交易，在經(jīng)濟(jì)空間建立了緊密聯(lián)系。通過在產(chǎn)業(yè)集群建立信用平臺，可以有效解決信息不對稱的問題，破解道德風(fēng)險與逆向選擇難題。客戶將通過信用平臺對電力技術(shù)服務(wù)供應(yīng)商提供追蹤評價。這些評價將被載入該服務(wù)商的信用記錄而無法被刪除，并對社會完全公開。這樣，信用等級差的企業(yè)將難以獲得訂單，最終被剔除出產(chǎn)業(yè)集群。由于失信結(jié)果將被長期記錄且懲罰嚴(yán)厲，單個企業(yè)在競爭博弈中將選擇誠信，并通過優(yōu)勝劣汰促進(jìn)集群信用等級的自我提升。

3 政府支持電力技術(shù)服務(wù)行業(yè)集群化發(fā)展的可行舉措

電力技術(shù)服務(wù)行業(yè)的集群化發(fā)展需要政府的支持。在產(chǎn)業(yè)的集群發(fā)展初期，政府需要制定土地管理、資金融通、稅收補(bǔ)貼、人才引進(jìn)方面的優(yōu)惠舉措，吸引企業(yè)的入駐，促進(jìn)集群迅速成長。同時，政府也需建立長效機(jī)制支持集群成長。

3.1 建立公共服務(wù)支撐系統(tǒng)

集群化發(fā)展后，政府的公共品供給更加集中，成本低而覆蓋范圍廣。政府應(yīng)當(dāng)建立集群企業(yè)共同的招投標(biāo)平臺、質(zhì)量檢測站、教育培訓(xùn)基地、技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，提高中小企業(yè)的自主創(chuàng)新能力和產(chǎn)品質(zhì)量水平。

3.2 健全資金要素市場

應(yīng)當(dāng)以政府搭臺、項目遴選為核心，積極幫助集群內(nèi)企業(yè)開辟融資渠道。一是建立長期溝通機(jī)制，促進(jìn)中小企業(yè)、信用擔(dān)保公司、商業(yè)銀行間的長效合作，建立中小企業(yè)信用貸款擔(dān)保體系。二是通過政策鼓勵，引導(dǎo)企業(yè)提升管理方式，從家族式管理轉(zhuǎn)變?yōu)楣煞葜乒芾恚F(xiàn)代企業(yè)制度。支持龍頭骨干企業(yè)進(jìn)入全國中小企業(yè)股份轉(zhuǎn)讓系統(tǒng)，并最終轉(zhuǎn)板至創(chuàng)業(yè)板上市。

3.3 支持集群品牌的創(chuàng)立

品牌是現(xiàn)代企業(yè)競爭的核心，建立高知名度的品牌能為企業(yè)贏得信譽(yù)和市場，產(chǎn)生巨大的吸引力和影響力。因此，政府應(yīng)當(dāng)著力實(shí)施品牌戰(zhàn)略。通過推行標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量檢測體系，塑造集群品牌口碑。設(shè)立名牌戰(zhàn)略發(fā)展資金，獎勵中國名牌、中國馳名商標(biāo)的獲得企業(yè)。通過公共宣傳，促進(jìn)集群品牌的形象塑造和推廣。通過舉辦交易會、展覽會，提升集群品牌知名度。

3.4 促進(jìn)產(chǎn)業(yè)集群一體化

集群發(fā)展絕不僅是各中小企業(yè)在地理空間的簡單靠近，而是要深化各企業(yè)的專業(yè)化與分工，促進(jìn)企業(yè)間經(jīng)濟(jì)聯(lián)系的密切。政府應(yīng)以龍頭企業(yè)為核心，通過挖掘行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新潛能、信息共享潛能和整體協(xié)調(diào)潛能，提升整個行業(yè)的水平。龍頭企業(yè)作為品牌價值的最終承擔(dān)者、全面解決方案或系統(tǒng)服務(wù)的提供商，應(yīng)居于支持政策的核心，通過多元化經(jīng)營促進(jìn)集群技術(shù)創(chuàng)新能力的提升。集群內(nèi)數(shù)量廣大的中小企業(yè)則將依托龍頭企業(yè)的成長而共同發(fā)展。

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集成電路發(fā)展路徑范文第2篇

數(shù)字集成電路低功耗優(yōu)化設(shè)計

隨著科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步，在集成電路領(lǐng)域當(dāng)中，數(shù)字集成電路的增長速度飛快，在各種新技術(shù)的應(yīng)用之下，集成電路系統(tǒng)的集成度和復(fù)雜度也有了很大的提升。對著移動設(shè)備、便攜設(shè)備的廣泛應(yīng)用，使得數(shù)字集成電路面臨著越來越嚴(yán)峻的功耗問題。因此，在數(shù)字集成電路的未來發(fā)展當(dāng)中，低功耗優(yōu)化設(shè)計已經(jīng)成為一個主要的發(fā)展趨勢，在數(shù)字集成電路的工藝制造、電路設(shè)計等方面，都發(fā)揮著巨大的作用。

一、低功耗優(yōu)化設(shè)計的方法和技術(shù)

對于可移動、便攜式的數(shù)字系統(tǒng)來說，功耗具有很大的作用。因此在設(shè)計數(shù)字電路的時候，應(yīng)當(dāng)分析其功耗問題。在設(shè)計數(shù)字集成電路的過程中，要對功耗、面積、性能等加以考慮。而在這些方面，存在著相互關(guān)聯(lián)和約束的關(guān)系。因此，在對數(shù)字電路性能加以滿足的前提下，對設(shè)計方案和技術(shù)進(jìn)行選擇，從而實(shí)現(xiàn)低功耗優(yōu)化設(shè)計。具體來說，應(yīng)當(dāng)平衡性能、面積、功耗方面的關(guān)系，防止發(fā)生浪費(fèi)的情況。對專用集成電路進(jìn)行高效應(yīng)用，對結(jié)構(gòu)和算法進(jìn)行優(yōu)化，同時對工藝和器件進(jìn)行改進(jìn)。

二、數(shù)字集成電路的低功耗優(yōu)化設(shè)計

1、門級

在數(shù)字集成電路的低功耗優(yōu)化設(shè)計中，門級低功耗優(yōu)化設(shè)計技術(shù)具有較為重要的作用，其中包含著很多不同的技術(shù)，例如路徑平衡、時許調(diào)整、管腳置換、們尺寸優(yōu)化、公因子提取、單元映射等。其中，單元映射是在設(shè)計電路中，在邏輯單元、門級網(wǎng)表之間，進(jìn)行合理的布局布線。公因子提取法能夠?qū)壿嬌疃冗M(jìn)行降低、對電路翻轉(zhuǎn)進(jìn)行減小、對邏輯網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行簡化從而降低功耗。路徑平衡則是針對不同路徑的延遲時間，對其進(jìn)行改變，從而降低功耗。

2、系統(tǒng)級

系統(tǒng)級低功耗優(yōu)化設(shè)計當(dāng)中，主要包括了軟硬件劃分、功耗管理、指令優(yōu)化等技術(shù)。其中，軟硬件劃分主要是對硬件和軟件在抽象描述的監(jiān)督，對其電路邏輯功能加以實(shí)現(xiàn)，通過對方案的綜合對比，選擇低功耗優(yōu)化設(shè)計方案。功耗管理是針對電路設(shè)計不同的工作模式，將空閑模塊掛起，從而降低功耗。而指令優(yōu)化則包含指令壓縮、指令編碼優(yōu)化、指令集提取等，通過對讀取速度、密度的提升，使功耗得到降低。

3、版圖級

在版圖級低功耗優(yōu)化設(shè)計中，需要對互聯(lián)、器件等同時進(jìn)行優(yōu)化，對著集成電路工藝的發(fā)展，器件尺寸的減小，功耗也就自然降低。同時由于具有更快的開關(guān)速度，因此可以根基不同情況，在電路設(shè)計中選擇合適的器件進(jìn)行優(yōu)化。而對于系統(tǒng)來說，互聯(lián)作為連接器件的導(dǎo)線，對于系統(tǒng)性能也有著很大的影響。在信號布線的過程中，可以增加關(guān)鍵、時鐘、地、電源等信號以及高活動性信號的橫截面，從而降低功耗和延時。

4、算法級

在算法級低功耗優(yōu)化設(shè)計當(dāng)中，需要對速度、面積、功耗等約束條件加以考慮，從而對電路體系編碼、結(jié)構(gòu)等進(jìn)行優(yōu)化。在通常情況下，為了提升電路質(zhì)量、降低電路功耗，會采用提高速度、增加面積等方法來實(shí)現(xiàn)。算法級低功耗優(yōu)化設(shè)計與門級、寄存器傳輸級不同，這兩者都是對電路的基本結(jié)構(gòu)首先進(jìn)行確定，然后對電路結(jié)構(gòu)再進(jìn)行低功耗優(yōu)化調(diào)整。在算法級低功耗優(yōu)化設(shè)計當(dāng)中，主要包括并行結(jié)構(gòu)、流水線、總線編碼、預(yù)計算等技術(shù)。

5、電路級

在電路級低功耗優(yōu)化設(shè)計中，NMOS管陣列構(gòu)成的PDN完成了邏輯功能，其中只需要少量額晶體管，具有較快的開關(guān)速度，同時由于具有較低的負(fù)載電容，不存在短路電流。在電源與第之間，沒有電流通路，因此不會產(chǎn)生靜態(tài)功耗，對于總體功耗的降低有著很大的幫助。同時，在應(yīng)用的異步電路當(dāng)中，在穩(wěn)定狀態(tài)時，輸入信號才會翻轉(zhuǎn)，從而避免了輸入信號之間的競爭冒險，也避免了功耗浪費(fèi)。

6、工藝級

在工藝級低功耗優(yōu)化設(shè)計中，主要包括按比例縮小、封裝等技術(shù)。隨著技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)擁有了更高的集成度，器件尺寸得以減小、電容得以降低，在芯片之間，通信量也有所下降，因此功耗也能夠得到有效的控制。其中主要包括了互連線、晶體管的按比例縮小。芯片應(yīng)當(dāng)進(jìn)行封裝，充分與外界相隔離，從而避免外界雜質(zhì)造成腐蝕，降低其電氣性能。而在封裝過程中，對于芯片功耗有著很大的影響。通過合理的進(jìn)行封裝，能夠更好的進(jìn)行散熱，從而是功耗得到降低。

7、寄存器傳輸級

在設(shè)計數(shù)字集成電路的過程中，寄存器傳輸級是一種同步數(shù)字電路的抽象模型，根據(jù)存儲器、寄存器、總線、組合邏輯裝置等邏輯單元之間數(shù)字信號的流動所建立的。在當(dāng)前的數(shù)字設(shè)計中，工作流程是寄存器傳輸級上的主要設(shè)計，根據(jù)寄存器傳輸級的描述，邏輯綜合工具對低級別的電路描述進(jìn)行構(gòu)建。在寄存器傳輸級的低功耗優(yōu)化設(shè)計當(dāng)中，主要包括了門控時鐘、存儲器分塊訪問、操作數(shù)隔離、操作數(shù)變形、寄存器傳輸級代碼優(yōu)化等方法。

隨著科技的不斷發(fā)展，在當(dāng)前社會中，越來越多的移動設(shè)備和便攜設(shè)備出現(xiàn)在人們的生活中，因此，數(shù)字集成電路也正在得到更加廣泛的應(yīng)用。而在電路設(shè)計當(dāng)中，功耗問題始終是一個較為重點(diǎn)的問題，因此，應(yīng)當(dāng)對數(shù)字集成電路進(jìn)行低功耗優(yōu)化設(shè)計，從而降低電路功耗，提升電路效率。

參考文獻(xiàn)：

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集成電路發(fā)展路徑范文第3篇

關(guān)鍵詞：數(shù)字電路 抗干擾 傳播路徑 抗干擾措施

中圖分類號：TN79 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）08（b）-0022-01

作為產(chǎn)生干擾的元件，干擾源通常為繼電器、電機(jī)及高頻時鐘等設(shè)備，傳播干擾的途徑通常為干擾源所構(gòu)成的整個通路，主要的傳播媒介是導(dǎo)線及空間輻射。因此，解決數(shù)字電路的干擾問題應(yīng)從干擾源、傳播路徑及傳播媒介三方面入手，采取綜合措施進(jìn)行防治，本文進(jìn)行了數(shù)字電路抗干擾研究。

1 形成干擾的基本要素

（1）干擾源，干擾源通常是指那些能夠產(chǎn)生干擾的器件、設(shè)備或輸入信號等。（2）傳播路徑，傳播路徑通常是指干擾傳播至敏感元件的整個通路，數(shù)字電路典型的干擾傳播路徑是導(dǎo)線和空間輻射。（3）敏感器件，敏感元件通常是指比較容易受干擾影響正常工作的器件和設(shè)備。

2 切斷干擾傳播路徑的方法

根據(jù)干擾途徑的不同，可將干擾分為輻射干擾和傳導(dǎo)干擾兩種，常用的切除干擾傳播過程中途徑的方法有以下幾點(diǎn)。

（1）近些年來隨著數(shù)字及模擬電子技術(shù)的快速發(fā)展，在當(dāng)前的數(shù)字電路中單片機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛，且由于在數(shù)字電路中電源是必不可少的，其對單片機(jī)的干擾是很大的，在設(shè)計數(shù)字電路中要充分考慮到這一點(diǎn)，最大程度地減小電源的干擾，這樣整個數(shù)字電路的性能就會大為提高，同時也減小了電源對于單片機(jī)的影響，最常用的方法是使用二階的濾波電路。（2）如果單片機(jī)的I/O接口是采用電機(jī)類外設(shè)備完成數(shù)據(jù)操作的，則此時在電機(jī)的噪聲源及I/O接口之間應(yīng)該接入隔離器，同時為了防止I/O端口出現(xiàn)串?dāng)_的危險，同時利用門電路、二極管及光耦等方法對其進(jìn)行隔離處理。（3）在單片機(jī)時鐘電路上接入外接的微調(diào)電容及晶體振蕩器，保證晶體的外殼牢固地接地，在布線時晶體應(yīng)與單片機(jī)引腳盡可能地靠近。（4）對電路板進(jìn)行合理的分區(qū)，可以根據(jù)強(qiáng)信號和弱信號，或者數(shù)字信號和模擬信號進(jìn)行分類，對各種元器件的處理要合理，同時可以用地線將模擬區(qū)和數(shù)字區(qū)分開，分別進(jìn)行隔離處理，然后選擇某一點(diǎn)與電源地線進(jìn)行連接，這樣就完成了電路板的合理分區(qū)，A/D和D/A轉(zhuǎn)換器芯片也是按照這個原則處理。（5）對于大功率的器件如單片機(jī)等采取獨(dú)立接地的措施，這樣就能減小器件之間的相互干擾，且在數(shù)字電路設(shè)計整體布局時大功率的器件要盡量布局在電路板的邊緣。（6）在單片機(jī)的關(guān)鍵部位，如電源線與電路板的連接處要使用抗干擾器件，如電源濾波器、磁環(huán)等增強(qiáng)電路的抗干擾性能。

3 提高敏感元件的抗干擾性能

3.1 設(shè)備使用時的抗干擾措施

選擇設(shè)備：進(jìn)行數(shù)字電路的設(shè)計時往往是其噪聲的容限越高，則整個電路傳輸?shù)难訒r越大，抗干擾性能就會越好，這就是CMOS比TTL集成電路抗干擾性能好的原因所在，因此應(yīng)選擇噪聲容限高的設(shè)備，且對負(fù)載也要進(jìn)行一定量的控制，若其所帶的負(fù)載超過了電路設(shè)計時規(guī)定的額定負(fù)載，則此時會導(dǎo)致電路的低電平值升高、高電平值降低，從而降低了電路的噪聲容限，使整個電路容易受干擾的影響。因此要注意避免出現(xiàn)設(shè)備所帶負(fù)載超出額定負(fù)載的情況，且對于不用的集成電路及控制端應(yīng)保持合適的電平值，減小分布電容干擾的影響。

3.2 電路設(shè)計時的杭干擾措施

由于在數(shù)字電路中CMOS及TTL電路轉(zhuǎn)換瞬間也會產(chǎn)生很大的感染，因此對于數(shù)字電路轉(zhuǎn)換所引起的振蕩也應(yīng)采取合適的措施加以抑制，即當(dāng)輸入的波形在電路閥值很小或者變化很小的時候其會被放大，從而產(chǎn)生了波形較大的振蕩，這種振蕩會引發(fā)下級電路的誤觸發(fā)，可以采取兩種方法抑制這種干擾，即對輸入波形采取較長的信號值和盡量避免微分電路產(chǎn)生脈沖作為觸發(fā)信號。對于電路延遲不同所引起的毛刺也要采取一定的措施加以消除，可利用濾波電路及時間選通電路的方法對干擾加以治理。

（1）濾波法。若毛刺干擾源出現(xiàn)的頻率很高，則其脈寬將比普通的脈寬信號窄許多，因此可以利用RC積分電路進(jìn)行有效的消除毛刺。（2）時間選通法。采取延遲電路，根據(jù)單相穩(wěn)定或者雙向穩(wěn)定電路結(jié)構(gòu)來完成時間選通電路，抽樣輸入有用波形來消除毛刺的干擾。（3）同步控制法。同步控制法是根據(jù)同步時序的方法來消除干擾的，其主要思想是將電路的狀態(tài)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，然后由單個脈沖產(chǎn)生觸發(fā)，這樣就能避免電路因傳輸延遲所導(dǎo)致的毛刺干擾，同時采用總線控制的克服方法，在微處理器中使數(shù)據(jù)DB和數(shù)據(jù)DA通過總線驅(qū)動器進(jìn)入數(shù)據(jù)總線，驅(qū)動器分別控制總線信號CA和CB，這樣在邏輯上就會出現(xiàn)切換時差的現(xiàn)象，可在總線上加裝高電阻進(jìn)行克服，增強(qiáng)總線的抗干擾能力。

3.3 印制板設(shè)計時的抗干擾措施

（1）在數(shù)字電路設(shè)計中是將地線加粗的方法來降低導(dǎo)線電阻的，這樣使它能高于印制板的允許電路的3.5倍，增強(qiáng)了地線的穩(wěn)定性，在條件允許的情況下可將地線的寬度拓寬為2～3m，同時通過閉環(huán)路提高其抗噪音干擾能力：閉環(huán)路能夠形成穩(wěn)定的傳輸路徑，降低了線路阻抗，從而減小了干擾。注意閉環(huán)路的電阻所包圍的截面積應(yīng)該越小越好，如果同一印刷版具有不同的電路存在，則可將具有同一功能的電路集中于接地線上，從而構(gòu)成了獨(dú)立的回路，也可以使接地線電流從不同的單元回路中流出，從而減輕了對其他單元回路的干擾。（2）在電容印制板上將多個集成電路進(jìn)行配置，如果某些元件的耗電量較大，則在地線上就會出現(xiàn)較大的電壓，對這個電壓進(jìn)行印制的主要方法是在各集成器件中接入電容，利用短開關(guān)電流降低電阻的壓降。（3）根據(jù)電流的大小合理調(diào)整電源線的布置，盡量增加導(dǎo)線的寬度，統(tǒng)一電源線、地線的數(shù)據(jù)信息傳遞方向，增強(qiáng)抗噪聲能力。

4 軟件抗干擾措施

軟件抗干擾措施作為在數(shù)字電路抗干擾的一個重要方面，是指一個數(shù)據(jù)在一個時間單元內(nèi)進(jìn)行傳送時將其改為相同的數(shù)據(jù)進(jìn)行三次傳送，然后對所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行比較，若數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟灰恢拢瑒t說明存在嚴(yán)重的干擾，此時需要重新對數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入，并分析傳輸過程中可能存在的主要干擾源，采取相關(guān)的措施進(jìn)行抑制，然后在下一周期開始再輸出新的數(shù)據(jù)，在采集模擬信號時除了使用硬件抗干擾措施外還應(yīng)采用數(shù)字濾波技術(shù)降低瞬變干擾的影響。

5 結(jié)語

現(xiàn)代的數(shù)字電路由半導(dǎo)體工藝制成的若干數(shù)字集成器件構(gòu)造而成的，受到外界及自身干擾的幾率非常大，應(yīng)加強(qiáng)數(shù)字電路抗干擾研究，采取合理的措施減小數(shù)字電路干擾的影響，保證電力電子器件可靠的工作。

參考文獻(xiàn)

集成電路發(fā)展路徑范文第4篇

1、微電子技術(shù)的發(fā)展歷程

自20世紀(jì)中期第一個集成電路研發(fā)成功之后，我們就進(jìn)入了微電子技術(shù)時代，在半個多世紀(jì)的發(fā)展中，微電子技術(shù)被廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)和國防軍事領(lǐng)域，目前更是在商業(yè)領(lǐng)域中獲得極大的應(yīng)用和發(fā)展。并且在長期的發(fā)展進(jìn)程中，微電子技術(shù)一直是以集成電路為主要的核心代表，也逐漸形成了一定的發(fā)展規(guī)律，最典型的莫過于摩爾定律。當(dāng)然，集成電路的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展也進(jìn)一步刺激了微電子技術(shù)的快速發(fā)展。

在新事物的發(fā)展進(jìn)程中，其發(fā)展規(guī)律和發(fā)展趨勢勢必要與需求相結(jié)合，并受需求的影響。微電子技術(shù)也不例外。在其發(fā)展進(jìn)程中，微電子制造技術(shù)無疑是微電子技術(shù)最大的“客戶”，正是因?yàn)槲㈦娮又圃旒夹g(shù)提出了各種應(yīng)用需要，才使得微電子技術(shù)得到了快速發(fā)展。也可以說，微電子制造技術(shù)正是微電子設(shè)計技術(shù)與產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)的“中介”，是將微電子技術(shù)設(shè)計猜想轉(zhuǎn)化為實(shí)物的“橋梁”。但值得一提的是，這個實(shí)物轉(zhuǎn)化的過程也會對微電子設(shè)計技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生影響，并直接決定著微電子器件的造價與功能作用。為此我們可以認(rèn)為，在微電子技術(shù)的發(fā)展中，微電子制造技術(shù)是最重要的核心技術(shù)。

2、微電子制造技術(shù)的發(fā)展與制造工藝

在半個多世紀(jì)的發(fā)展中，微電子制造技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在集成電路與分立器件的生產(chǎn)工藝上。集成電路和分立器件在制造工藝上并無太大區(qū)別，僅僅只是兩者的功能與結(jié)構(gòu)不一樣。但是受電子工業(yè)發(fā)展趨勢的影響，目前集成電路的應(yīng)用范圍相對更廣，所以分立器件在微電子制造技術(shù)應(yīng)用中所占的比重逐漸減少，集成電路逐漸成為其核心技術(shù)。

在集成電路的制造過程中，微電子制造技術(shù)主要被應(yīng)用在材料、工藝設(shè)備以及工藝技術(shù)三方面上，并且隨著產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，這三方面逐漸出現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)分工現(xiàn)象。發(fā)展到今天，集成電路的制造產(chǎn)業(yè)分為了材料制備、前端工藝和后端工藝三大產(chǎn)業(yè)，這些產(chǎn)業(yè)相互獨(dú)立運(yùn)作，各自根據(jù)市場需求不斷發(fā)展。

集成電路的種類有多種，相關(guān)的工藝也有差異，但各類集成電路制造的基本路徑大致相同。材料制造包括各種圓片的制備，涉及從單晶拉制到外延的多個工藝，材料制造的主要工藝有單晶拉制、單晶切片、研磨和拋光、外延生長等幾個環(huán)節(jié)，但并不是所有的材料流程都從單晶拉制走到外延，比如砷化稼的全離子注入工藝所需要的是拋光好的單晶片（襯底片），不需要外延。

前端工藝總體上可以概括為圖形制備、圖形轉(zhuǎn)移和注入（擴(kuò)散）形成特征區(qū)等三大步，其中各步之間互有交替。圖形制備以光刻工藝為主，目前最具代表性的光刻工藝是45nm工藝，借助于浸液式掃描光刻技術(shù)。圖形轉(zhuǎn)移的王要內(nèi)容是將光刻形成的圖形轉(zhuǎn)入到其他的功能材料中，如各種介質(zhì)、體硅和金屬膜中，以實(shí)現(xiàn)集成元器件的功能結(jié)構(gòu)。注入或擴(kuò)散的主要目的是通過外在雜質(zhì)的進(jìn)入，在硅片特定區(qū)域形成不同載流子類型或不同濃度分布的區(qū)域和結(jié)構(gòu)。后端工藝則以芯片的封裝工藝為主要代表。

3、微電子制造技術(shù)的發(fā)展趨勢和主要表現(xiàn)形式

總體上，推動微電子制造技術(shù)發(fā)展的動力來自于應(yīng)用需求和其自身的發(fā)展需要。作為微電子器件服務(wù)的主要對象，信息技術(shù)的發(fā)展需求是微電子制造技術(shù)發(fā)展的主要動力源泉。信息的生成、存儲、傳輸和處理等在超高速、大容量等技術(shù)要求和成本降低要求下，一代接一代地發(fā)展，從而也推動微電子制造技術(shù)在加工精度、加工能力等方面相應(yīng)發(fā)展。

從歷史上看，第一代的硅材料到第二代的砷化稼材料以及第二代的砷化稼到以氮化稼為代表的第三代半導(dǎo)體材料的發(fā)展，大都是因?yàn)楹笠淮牟牧显谀承┓矫婢邆涓鼮閮?yōu)越的性能。如砷化稼在高頻和超高頻方面超越硅材料，氮化稼在高頻大功率方面超越砷化稼。從長遠(yuǎn)看，以材料的優(yōu)越特性帶動微電子器件及其制造技術(shù)的提升和躍進(jìn)仍然是微電子技術(shù)發(fā)展的主要表現(xiàn)形式。較為典型的例子是氮化稼材料的突破直接帶來藍(lán)光和白光高亮LED的誕生，以及超高頻超大功率微電子器件的發(fā)展。

微電子制造技術(shù)發(fā)展的第二個主要表現(xiàn)形式是自身能力的提升，其中主要的貢獻(xiàn)來自于微電子制造設(shè)備技術(shù)的迅速發(fā)展和相關(guān)配套材料技術(shù)的同步提升。光刻技術(shù)的發(fā)展最能體現(xiàn)出微電子制造技術(shù)發(fā)展的這一特點(diǎn)。光刻技術(shù)從上世紀(jì)中期的毫米級一直發(fā)展到今天的32nm水平，光刻設(shè)備、掩模制造設(shè)備和光刻膠材料技術(shù)的同步發(fā)展是決定性因素。這方面技術(shù)的提升直接促使未來微電子制造水平的提升，主要表現(xiàn)在：一是圓片的大直徑化，圓片將從目前的300mm（12英寸）發(fā)展到未來的450mm（18英寸）；二是特征尺寸將從目前主流技術(shù)的45nm發(fā)展到2015年的25nm。

微電子制造技術(shù)發(fā)展的第三個表現(xiàn)形式是多種制造技術(shù)的融合。這種趨勢在近年來突出表現(xiàn)在鍺硅技術(shù)和硅集成電路制造技術(shù)的兼容以及MEMS技術(shù)與硅基集成電路技術(shù)的融合。由此可以預(yù)見的是多種技術(shù)的異類集成將在某一應(yīng)用領(lǐng)域集中出現(xiàn)，MEMS可能首當(dāng)其沖，比如M壓MS與MOS器件集成在同一芯片上。

4、結(jié)束語

綜上所述，在科技的推動和電子科技市場需求的影響下，微電子技術(shù)得到了快速的發(fā)展，直接帶動了以集成電路為核心的微電子制造技術(shù)水平的提升。現(xiàn)如今微電子制造技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)納米級的集成電路產(chǎn)品制造，為電子產(chǎn)片的更新?lián)Q代提供了良好的材料支持。以當(dāng)前科技的發(fā)展趨勢來看，微電子制造技術(shù)在未來的電子器件加工中還將會有更大的發(fā)展空間，還需要我們加強(qiáng)研究，不斷提高微電子制造技術(shù)水平。■

參考文獻(xiàn)

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集成電路發(fā)展路徑范文第5篇

關(guān)鍵詞：ASIC；設(shè)計流程；數(shù)字集成電路

中圖分類號：TN742 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-7712 (2012) 16-0028-02

進(jìn)入21世紀(jì)以后，通信技術(shù)的發(fā)展與人民生活需求的不斷增長，導(dǎo)致集成電路的需求出現(xiàn)井噴式的增長。集成電路分為專用集成電路和通用集成電路。相比通用集成電路，專用集成電路面向特定用戶，品種多，批量少，需求設(shè)計和生產(chǎn)周期短，同時功耗更低，重量更輕，體積更小，性能更好，成本更低等優(yōu)點(diǎn)。因此涌現(xiàn)出來一大批數(shù)字集成電路（簡稱ASIC）設(shè)計公司。其中，北京的微電子集成產(chǎn)業(yè)園和上海的張江微電子園集中了國內(nèi)很多的芯片設(shè)計（簡稱IC設(shè)計）公司和國外頂尖IC設(shè)計公司駐中國研發(fā)部。而專用集成電路是現(xiàn)在集成電路設(shè)計的研究熱點(diǎn)。包含有數(shù)字集成電路（簡稱ASIC）設(shè)計、模擬ASIC設(shè)計、數(shù)模混合ASIC設(shè)計、射頻ASIC設(shè)計等類型。本論文研究集成電路中最為廣泛的數(shù)字ASIC設(shè)計。ASIC設(shè)計過程總共分為5個階段，分別為：項目策劃、總體設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計與可測性設(shè)計、時序驗(yàn)證與版圖設(shè)計、流片與整理。這5個階段以文檔的遞交作為完成階段性完成任務(wù)的分界點(diǎn)。本論文也將以此5個階段為主線進(jìn)行研究和討論。

一、項目策劃

在集成電路設(shè)計的第一個階段是項目策劃。這就需要開發(fā)團(tuán)隊在正式進(jìn)入是實(shí)質(zhì)性研發(fā)階段之前，需要對該產(chǎn)品潛在的市場需求進(jìn)行調(diào)研。根據(jù)調(diào)研的結(jié)果，做出可行性報告。將此可行性報告提交市場和研發(fā)部門進(jìn)行論證，討論該產(chǎn)品研發(fā)的正確性與否。如果可行，則寫項目任務(wù)書，用以給出明確的產(chǎn)品性能的大致說明，項目進(jìn)度、研發(fā)周期管理等的。

二、總體設(shè)計

第二階段是總體設(shè)計。總體設(shè)計階段的主要任務(wù)是：認(rèn)真分析市場的需求，確定設(shè)計對象以及設(shè)計目標(biāo)。在原先第一階段給出的項目任務(wù)書的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步充實(shí)芯片的功能確定，內(nèi)外部性能的要求，芯片驗(yàn)收的參數(shù)指標(biāo)。同時要積極組織各方面的人員論證各種實(shí)現(xiàn)可行的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案，選擇最佳的實(shí)現(xiàn)方案，敲定最終的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案，以及加工工程，工藝水平。在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案完成之后，需要是使用仿真軟件進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，并進(jìn)行仿真，進(jìn)行可行性驗(yàn)證。通過仿真結(jié)果，來初步估計產(chǎn)品的最終性能。這一階段所做的工作，最終以系統(tǒng)規(guī)范化說明書為任務(wù)完成的標(biāo)準(zhǔn)。在系統(tǒng)規(guī)范化說明書中，主要包含有晶片面積的估計；．產(chǎn)品研發(fā)預(yù)算估計；初始的產(chǎn)品系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計；風(fēng)險分析；設(shè)立產(chǎn)品的目標(biāo)、可行性和里程碑；設(shè)計路線和開發(fā)工具的選定。其中需要指出的是進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計以及系統(tǒng)仿真的可行性分析。可行性分析是第二階段最重要的一個環(huán)節(jié)，它是對該項目的利潤模型、開發(fā)周期和風(fēng)險性的分析。一方面，該ASIC開發(fā)項目的最終產(chǎn)品是替代目前的一個成功產(chǎn)品，則成本降低與功能增強(qiáng)是項目最突出的任務(wù)。另一方面，該ASIC開發(fā)項目旨在開辟新的市場或者替代目前尚未成功的產(chǎn)品，研發(fā)時間將是項目中首先關(guān)心的文圖。由于項目的研發(fā)策略會對整個項目的結(jié)構(gòu)設(shè)計、開發(fā)等產(chǎn)生巨大的影響，項目規(guī)劃者需要根據(jù)項目的具體情況在正式研發(fā)階段開始之前對項目的這些驅(qū)動因素進(jìn)行歸納分析，以制定項目的研發(fā)策略。

三、詳細(xì)設(shè)計與可測性設(shè)計

數(shù)字研發(fā)流程走到此，如果前面的任務(wù)全部走完，那么研發(fā)將進(jìn)入實(shí)質(zhì)性的開發(fā)階段。這一個過程又拆分為如下的模塊：

（一）頂層模塊劃分

頂層設(shè)計是一個富有創(chuàng)造性的階段，在這個階段，要定義產(chǎn)品的頂層架構(gòu)。許多經(jīng)典的工程折中問題都需要在這個階段做出決定。產(chǎn)品的開銷、設(shè)計的開銷、產(chǎn)品上市時間、資源需求和風(fēng)險之間的對比也是頂層結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中的一部分。這個階段中的創(chuàng)造性思維對于產(chǎn)品的成功有著極大的影響。創(chuàng)造性可以體現(xiàn)在產(chǎn)品的創(chuàng)意、頂層架構(gòu)設(shè)計創(chuàng)意和設(shè)計流程的創(chuàng)意等方面。這個階段的工作主要由少數(shù)具有結(jié)構(gòu)設(shè)計和系統(tǒng)設(shè)計才能的高級工程師參與。這一階段的具體任務(wù)是：討論幾個頂層結(jié)構(gòu)備選項；分析這幾個頂層結(jié)構(gòu)選項——需要考慮技術(shù)靈活性、資源需求及開發(fā)周期等；完成頂層結(jié)構(gòu)設(shè)計說明；確定關(guān)鍵的模塊(如果需要，這些模塊可以盡早開始)；確定需要使用的第三方IP模塊；選擇開發(fā)組成員；確定新的工具；確定開發(fā)路線/流程；討論風(fēng)險；預(yù)估硅片面積、輸入輸出引腳、開銷和功耗等。這個階段需要遞交的文檔則是這個階段需要遞交的文檔：結(jié)構(gòu)設(shè)計文檔與ASIC開發(fā)計劃文檔。在結(jié)構(gòu)設(shè)計文檔中，設(shè)計者需要清楚地描述電路板、軟件和ASIC的劃分。通常ASIC作為系統(tǒng)中的一個重要部分，它的功能需要在頂層結(jié)構(gòu)設(shè)計說明中詳細(xì)的描述。ASIC開發(fā)計劃：這個計劃必須經(jīng)過項目管理人員的驗(yàn)收通過。同時，還需要完成設(shè)計線路描述文檔。這個文檔要再次定義項目開發(fā)中所需要的工具、技術(shù)和方法。

（二）模塊級詳細(xì)設(shè)計

模塊級詳細(xì)設(shè)計，顧名思義，則是將頂層結(jié)構(gòu)合理地劃分成一些更小的模塊。各個小設(shè)計模塊間需認(rèn)真細(xì)致的合理劃分。劃分著需要確定功能功能，模塊與模塊之間的聯(lián)系等等。為了明了給對方展示劃分結(jié)果，ASIC的層次化結(jié)構(gòu)一般以圖示方式表示。

本階段的任務(wù)分別為：將頂層架構(gòu)分解成更小的模塊；定義模塊的功能和接口；回顧上一階段完成的初始項目開發(fā)計劃和頂層結(jié)構(gòu)設(shè)計文檔；風(fēng)險進(jìn)一步分析；開發(fā)規(guī)范(代碼編寫風(fēng)格，開發(fā)環(huán)境的目錄結(jié)構(gòu)）；檢查芯片設(shè)計規(guī)則(晶片溫度，封裝，引腳，供電等)；還需要做的工作是重新估計芯片的門數(shù)。本階段輸出的則是各個模塊的設(shè)計文檔，以及準(zhǔn)確的項目研發(fā)計劃。同時，從該階段開始，需要設(shè)計人員將ASIC的生產(chǎn)商必須確定下來。項目管理者必須與ASIC生產(chǎn)商建立例會制度，在這些例會中需要討論ASIC的結(jié)構(gòu)和設(shè)計路線。因?yàn)锳SIC生產(chǎn)商有他們的一套生產(chǎn)流程和他們自己的技術(shù)特點(diǎn)，設(shè)計也需要遵循他們的設(shè)計規(guī)則。以免設(shè)計走不必要的彎路，耽誤設(shè)計進(jìn)度。

（三）模塊實(shí)現(xiàn)

模塊設(shè)計階段，則是以文檔引導(dǎo)設(shè)計。主要任務(wù)為：模塊及設(shè)計、編碼、測試和綜合；芯片級的測試環(huán)境設(shè)計、編碼和測試；給出一個更準(zhǔn)確的芯片面積估計。在這個階段，編碼的測試一般使用VCS或者是modelsim軟件。代碼綜合使用的綜合器包括Synopsys公司的DesignCompiler或者SynplifyPro，Candence公司的BuilderGates等。這個階段輸出所有的模塊設(shè)計、代碼和模塊織的測試；初始的模塊級綜合；最終決定的芯片引腳。

（四）系統(tǒng)仿真，綜合和版圖設(shè)計前門級仿真階段

該階段的主要任務(wù)是：撰寫系統(tǒng)測試文檔；編寫測試偽代碼；進(jìn)行RTL（硬件描述語言）級與門級仿真；記錄跟蹤問題的解決過程，如可能，使用錯誤自動報告系統(tǒng)進(jìn)行錯誤的反饋和修改；檢查芯片設(shè)計是否滿足設(shè)計規(guī)范；開始撰寫芯片的使用指南；自行編寫綜合腳本，進(jìn)行設(shè)計綜合(這個時候就需要掌握TCL腳本的簡單寫法)；依據(jù)芯片特性，大致畫出芯片內(nèi)模塊擺放的方法成功地完成第這個階段輸出的條目如下：驗(yàn)收過的系統(tǒng)仿真；所有的RTL級仿真和門級仿真完成及測試報告；綜合后的網(wǎng)表。

四、時序驗(yàn)證和版圖設(shè)計

ASIC設(shè)計的第四部分是時序驗(yàn)證和版圖設(shè)計。這個階段是通過時序分析來指導(dǎo)版圖設(shè)計。主要的流程如圖1所示。

這個階段需要多次進(jìn)行預(yù)布局布線，從整個電路中提取出所有時序路徑并計算信號沿在路徑上的延遲傳播，進(jìn)而找出違背時序約束的錯誤(主要是SetupTime和HoldTime)，這些信息添加進(jìn)入下一輪布局布線方案，盡最大可能的合理布局布線，通過一次次的仿真確定最終的版圖信息，并將最終版布局布線之后的版圖進(jìn)行后仿真。這些工作進(jìn)行完畢以后需要輸出物理設(shè)計與設(shè)計驗(yàn)證兩個文檔。物理設(shè)計(PhysicalDesign)是VLSI設(shè)計中最消耗時間的一步.他的工作是將電路設(shè)計中的每一個元器件（包括電阻、電容、晶體管、電感等）以及這些元器件之間的連線轉(zhuǎn)換成集成電路制造所需要的版圖信。而在版圖設(shè)

計完成以后，非常重要的一步工作是版圖驗(yàn)證。版圖驗(yàn)證主要包括有設(shè)計規(guī)則檢查(DRC)，版圖的電路提取(NE)，電學(xué)規(guī)則檢查(ERC)和寄生參數(shù)提取(PE)。對版圖進(jìn)行布局與布線不僅不要豐富的專業(yè)知識，同時更需要很多模擬電子以及布線的經(jīng)驗(yàn)。布局布線使用的工具一般為SocEncounter。SOCEncounter采用層次化設(shè)計功能將芯片分割成多個小塊，以便單獨(dú)進(jìn)行設(shè)計，再重新進(jìn)行組裝。SOCEncounter首先讀入RTL或門級網(wǎng)表，并快速構(gòu)建可準(zhǔn)確代表最終芯片（包括時序、布線、芯片大小，功耗和信號完整性）的芯片“虛擬原型”。通過使用物理虛擬原型功能，設(shè)計師可以快速驗(yàn)證物理可行性并在邏輯上進(jìn)行必要更改。在布局布線的時候，需要首先指定IO，電源和地的布置，制定平面布置、插入時鐘樹等工作之后，才可以進(jìn)行開始使用工具進(jìn)行自動的布局布線。最后得到的布局布線的結(jié)果仍然需要手工調(diào)整，才可以得到合理的設(shè)計版圖。

五、流片與整理階段

數(shù)字集成電路設(shè)計的最后階段為流片與整理階段。在完成版圖設(shè)計之后的仿真和綜合之后，網(wǎng)表被送去生產(chǎn)。生產(chǎn)簽字文檔將作為設(shè)計者和生產(chǎn)廠商之間的ASIC生產(chǎn)簽字的根據(jù)。這個文檔清楚地描述了網(wǎng)表的版本號、ASIC生產(chǎn)商所需要的測試向量、質(zhì)量意向和商業(yè)上的問題等。簽字之前，ASIC生產(chǎn)廠商需要仔細(xì)檢查設(shè)計者提供的網(wǎng)表文件、版圖設(shè)計結(jié)果和測試向量。通常ASIC生產(chǎn)廠商要求測試向量在簽字之前是經(jīng)過仿真的，這是一個比較長的過程。在樣片返回設(shè)計公司以后，仍然需要測試芯片；用錯誤報告數(shù)據(jù)庫跟蹤測試中出現(xiàn)的錯誤；分析失敗的測試?yán)粚SIC中出現(xiàn)的錯誤進(jìn)行定位；針對ASIC中出現(xiàn)的錯誤，確定在網(wǎng)表中的改動；評估芯片的工作電壓范圍和溫度范圍(環(huán)境測試)；進(jìn)行與其他已有產(chǎn)品的互通性測試。確保生產(chǎn)的集成電路達(dá)到最初規(guī)定的性能與設(shè)計指標(biāo)。

綜上所述，由于底層工藝技術(shù)的不斷變化，以及新工具廠商的出現(xiàn)，ASIC設(shè)計流程會出現(xiàn)一些流程上的調(diào)整，這個流程也不是一層不變。本論文所講述的是現(xiàn)在各個IC設(shè)計公司通用的設(shè)計流程。

參考文獻(xiàn)：

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